JPH01260342A - 希土類元素ドープ光ファイバのドープ量定量方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバのコアにドーピングされた希土類
元素のドープ量を定量する方法に関するものである。

（従来技術及びその問題点） 例えばファイバレーザあるいはセンサ等に用いられる、
希土類元素をドーピングした光ファイバにおいて、コア
への希土類元素のドープ量を定量するに際しては、従来
、カットバック法が用いられていた。この従来のカット
バック法について、第２図を用いて説明する。第２図に
おいて、３１は任意の波長の光を出射するモノクロメー
タ等の分光器、３２はレンズ等の入射光学系、３３はド
ープ量を定量すべき希土類元素がドーピングされた希土
類元素ドープ光ファイバ、３４はパワメータセンサ等の
光量検出器、３５はパワメータ等の光量測定装置、３６
はマイクロコンピュータ等のデータ処理装置である。定
量に際しては、希土類元素ドープ光ファイバ３３のコア
により吸収される特定波長の１ｌｌｌｌ定光を分光器３
１から出射させ、この測定光を入射光学系３２により希
土類元素ドープ光ファイバ３３の一方の端面に集束させ
る。

希土類元素ドープ光ファイバ３３の一方の端面に入射し
た測定光は、希土類元素ドープ光ファイバ・３３により
伝送されて希土類元素ドープ光ファイバ３３の他方の端
面から出射される。この希土類元素ドープ光ファイバ３
３の他方の端面から出射されるａｔ定光を光量検出器３
４に入射させることにより、光量測定装置３５によりそ
の光量がｅｊ定され、測定結果がデータ処理装置３６に
記憶される。次に、希土類元素ドープ光ファイバ３３を
他方の端面から適当長さの位置で切断し、切断位置より
も他方の端面側の部分を除去する。そして再び、希土類
元素ドープ光ファイバ３３により吸収される特定波長の
測定光を分光器３１から出射させ、この測定光を入射光
学系３２により希土類元素ドープ光ファイバ３３の一方
の端面に集束させる。希土類元素ドープ光ファイバ３３
の一方の端面に入射した測定光は、希土類元素ドープ光
ファイバ３３により伝送されて希土類元素ドープ光ファ
イバ３３の切断端面から出射される。この希土類元素ド
ープ光ファイバ３３の切断端面から出射される測定光を
光量検出器３４に入射させることにより、光ｍ測定装置
３５によりその光量が測定され、測定結果がデータ処理
装置３６に記憶される。ここで、測定光が単位長さの希
土類元素ドープ光ファイバ３３を通過する間における希
土類元素ドープ光ファイバ３３による測定光の吸収量は
、希土類元素の種類およびドープ量に応じて定まり、ま
た測定光が任意長さの希土類元素ドープ光ファイバ３３
を通過する間における希土類元素ドープ光ファイバ３３
によるｎ１定光の吸収量は、希土類元素ドープ光ファイ
バ３３の長さに比例するので、希土類元素ドープ光ファ
イバ３３の長さと、その間における測定光の吸収量とに
よりドープ量を知ることができる。したがって、上記の
操作において切断した希土類元素ドープ光ファイバ３３
の切断長さを図外の測定装置により正確に測定し、この
データをデータ処理装置３６にインプットすることによ
り、データ処理装置３６は、希土類元素ドープ光ファイ
バ３３の切断前の測定光量と切断後の測定光量との差と
、希土類元素ドープ光ファイバ３３の切断長さとから、
希土類元素ドープ光ファイバ３３の単位長さ当りの光の
吸収量を演算し、この吸収量から希土類元素のドープ量
を演算する。なおデータ処理装置３６は、各種希土類元
素について、希土類元素ドープ光ファイバ３３の単位長
さ当りの光の吸収量とドープ量との関係を予め記憶して
いる。

しかしながら、このような従来方法では、希土類元素ド
ープ光ファイバ３３の長さが充分に長い場合には、希土
類元素ドープ光ファイバ３３のクラッドに入射した光は
完全に放射されて、希土類元素ドープ光ファイバ３３の
コアに入射した光のみが出射されるので問題はないが、
例えばドープ量の多い希土類元素ドープ光ファイバ３３
の場合、光の吸収量が多いことから希土類元素ドープ光
ファイバ３３の長さを短くしなければ測定できず、した
がって短い希土類元素ドープ光ファイバ３３を用いて出
射光量の測定を行なった後、希土類元素ドープ光ファイ
バ３３をさらに短く切断して出射光量の測定を行なう必
要がある。この場合、希土類元素ドープ光ファイバ３３
を切断し、かつ希土類元素ドープ光ファイバ３３の一方
の端面を入射光学系２の焦点近傍に正確に合わせるとい
う作業自体が困難であるばかりでなく、希土類元素ドー
プ光ファイバ３３が短いことから、希土類元素ドープ光
ファイバ３３のクラッドにおける光の損失が小さく、希
土類元素ドープ光ファイバ３３のコアばかりでなくクラ
ッドを通過した光も希土類元素ドープ光ファイバ３３の
他方の端面から出射されるので、正確な定量を行なうこ
とができないという不都合があった。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明の希土類元素ドープ
光ファイバのドープ量定量方法は、希土類元素ドープ光
ファイバの一端に低損失のシングルモード光ファイバの
一端を接続し、シングルモード光ファイバの他端に測定
光を入射して希土類ドープ光ファイバの他端に伝送され
た測定光の光量を計測し、次に希土類ドープ光ファイバ
を他端から任意の長さの位置で切断除去し、再度シング
ルモード光ファイバの他端に測定光を入射して希土類ド
ープ光ファイバの切断端面に伝送された測定光の光量を
計測し、希土類ドープ光ファイバの切断前後の計測光量
の差と切断長さとから希土類ドープ光ファイバの単位長
さ当りの光の吸収量を求め、この吸収量から希土類元素
のドープ量を求めるものである。

（作用） シングルモード光ファイバの長さは希土類元素ドープ光
ファイバの切断前後で変化せず、シングルモード光ファ
イバのコアによる光の吸収量も変化しない。したがって
希土類元素ドープ光ファイバの切断前後の光の一収量の
差は、希土類元素ドープ光ファイバの長さの変化のみに
起因しており、この光の吸収量の差により希土類元素ド
ープ光ファイバの単位長さ当りの光の吸収量を正確に測
定できる。しかも、シングルモード光ファイバは低損失
であり、その長さを充分に長くできるので、クラッドを
通過する光は完全に放射されてしまうことから、希土類
元素ドープ光ファイバがいかに短くとも、クラッドを通
過する光により測定誤差が生じるという恐れは全く無い
。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例における希土類元素ドープ光
ファイバのドープ量定量方法の説明図で、１は任意の波
長の光を出射するモノクロメータ等の分光器、２はレン
ズ等の入射光学系、３は２ｍ程度の長さを有する低損失
のシングルモート光ファイバ、４はドープ量を定量すべ
き任意の希土類元素がドーピングされたシングルモード
の希土類元素ドープ光ファイバ、５はパワメータセンサ
等の光量検出器、６はパワメータ等の光量測定装置、７
はマイクロコンピュータ等のデータ処理装置である。

前記シングルモード光ファイバ３は、長さが長いので円
形のループ部３ａを設けており、また希土類元素ドープ
光ファイバ４の種類に応じてシングルモード光ファイバ
３の出射端付近に螺旋状に巻かれた螺旋部３ｂを設けて
カットオフ波長を短波長側にずらせ、測定光の波長と重
ならないようにしている。また前記シングルモード光フ
ァイバ３の一端は、点Ｐの位置において希土類元素ドー
プ光ファイバ４の一端と融着により接続されており、シ
ングルモード光ファイバ３の他端は前記入射光学系２に
より集束された分光器１からの測定光が入射する位置に
図外の固定具により固定されている。

次に作用を説明する。定量の前に、予めシングルモード
光ファイバ３の一端と希土類元素ドープ光ファイバ４の
一端とを融着により接続しておき、シングルモード光フ
ァイバ３の他端を入射光学系２の焦点近傍に固定してお
く。そして定量に際しては、まず希土類元素ドープ光フ
ァイバ４により吸収される特定波長の測定光を分光器１
から出射させ、この測定光を入射光学系２によりシング
ルモード光ファイバ３の他端に集束させる。シングルモ
ード光ファイバ３の他端に入射した測定光は、シングル
モード光ファイバ３および希土類元素ドープ光ファイバ
４により伝送されて希土類元素ドープ光ファイバ４の他
端から出射され仝。この希土類元素ドープ光ファイバ４
の他端から出射される測定光を光量検出器５に入射させ
ることにより、光量測定装置６によりその光量が測定さ
れ、測定結果がデータ処理装置７に記憶される。次に、
希土類元素ドープ光ファイバ４を他端から適当長さの位
置（第１図の一点鎖線イの位置）で切断し、切断位置よ
りも他端側の部分を除去する。そして再び、希土類元素
ドープ光ファイバ４により吸収される特定波長の測定光
を分光器１から出射させ、この測定光を入射光学系２に
よりシングルモード光ファイバ３の他端に集束させる。

シングルモード光ファイバ３の他端に入射した測定光は
、シングルモード光ファイバ３および希土類元素ドープ
光ファイバ４により伝送されて希土類元素ドープ光ファ
イバ４の切断端面から出射される。この希土類元素ドー
プ光ファイバ４の切断端面から出射される測定光を光量
検出器５に入射させることにより、光量測定装置６によ
りその光量が測定され、測定結果がデータ処理装置７に
記憶される。

ここで、測定光が単位長さの希土類元素ドープ・光ファ
イバ４を通過する間における希土類元素ドープ光ファイ
バ４による測定光の吸収量は、希土類元素の種類および
ドープ量に応じて定まり、また測定光が任意長さの希土
類元素ドープ光ファイバ４を通過する間における希土類
元素ドープ光ファイバ４による測定光の吸収量は、希土
類元素ドープ光ファイバ４の長さに比例するので、希土
類元素ドープ光ファイバ４の長さと、その間における測
定光の吸収量とによりドープ量を知ることができる。ま
た、シングルモード光ファイバ３の長さは希土類元素ド
ープ光ファイバ４の切断の前後で変化せず、シングルモ
ード光ファイバ３による測定光の吸収量も希土類元素ド
ープ光ファイバ４の切断の前後で変化しない。したがっ
て、上記の操作において切断した希土類元素ドープ光フ
ァイバ４の切断長りを図外の測定装置により正確に測定
し、この切断長しと希土類元素ドープ光ファイバ４にド
ーピングされている希土類元素の種類とをデータ処理装
置７にインプットすることにより、データ処理装置７は
、希土類元素ドープ光ファイバ４の切断前の測定光量と
切断後の測定光量との差と、希土類元素ドープ光ファイ
バ４の切断長りとから、希土類元素ドープ光ファイバ４
の単位長さ当りの光の吸収量を演算し、この吸収量から
希土類元素のドープ量を演算する。なおデータ処理装置
７は、各種希土類元素について、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４の単位長さ当りの光の吸収量とドープ量との関
係を予め記憶している。

このとき、例え希土類元素ドープ光ファイバ４のコアへ
の希土類元素のドープ量が多く、希土類元素ドープ光フ
ァイバ４による測定光の吸収量が多くて、希土類元素ド
ープ光ファイバ４の長さを短くしなければならない場合
であっても、シングルモード光ファイバ３の他端に入射
する測定光のうち、シングルモード光ファイバ３のクラ
ッドに入射した測定光は、シングルモード光ファイバ３
が充分に長いことから、シングルモード光ファイバ３の
内部から完全に放射され、希土類元素ドープ光ファイバ
４に入射されることがない。したがって、シングルモー
ド光ファイバ３から希土類元素ドープ光ファイバ４に伝
送される測定光はシングルモード光ファイバ３のコアを
通過した光のみであり、クラッドにより伝送される測定
光の影響で測定に誤差を生じるという恐れは全く無い。

また、希土類元素ドープ光ファイバ４の一端にはシング
ルモード光ファイバ３の一端が接続されているので、全
体として長さが長いことから、希土類元素ドープ光ファ
イバ４の切断作業が容易であると共に、切断によりシン
グルモート光ファイバ３の他端が入射光学系２の焦点近
傍からずれることがなく、したがって位置合わせが不要
である。

このように、希土類元素ドープ光ファイバ４の長さにか
かわらず、常にコアを通過した測定光のみの光量を１ｆ
ｌｌｌ定できることから、希土類元素ドープ光ファイバ
４のコアへの希土類元素のドープ量の大小にかかわらず
常に正確な定量を行なうことができる。

（別の実施例） 上記実施例においては、切断した希土類元素ドープ光フ
ァイバ４の長さを測定装置により測定する例について説
明したが、本発明はこのような構成に限定されるもので
はなく、切断長りを一定の長さに決めておき、その長さ
に正確に切断することにより、切断した希土類元素ドー
プ光ファイバ４の長さの測定を省略するようにしてもよ
い。

また上記実施例においては、データ処理装置７により自
動的にデータ処理を行なうようにしたが、本発明はこの
ような構成に限定されるものではなく、各種演算を人為
的に行なってもよい。

また上記実施例においては、シングルモード光ファイバ
３の長さを２ｍ程度にしたが、本発明はこのような構成
に限定されるものではなく、シングルモード光ファイバ
３の長さはクラッドに入射した測定光を充分に放射でき
る長さであればいくらであってもよい。

また上記実施例においては、シングルモード光ファイバ
３にループ部３ａや螺旋部３ｂを設けたが、ループ部３
ａは単にシングルモード光ファイバ３の両端間の長さを
調節するためのものであって必ずしも設ける必要はなく
、また螺旋部３ｂはカットオフ波長を短波長側にずらせ
て測定光の波長と重なるのを防止するためのものであっ
て、カットオフ波長と測定光の波長とが重ならない場合
は設ける必要がない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、希土類元素ドープ
光ファイバの一端に低損失のシングルモード光ファイバ
の一端を接続し、シングルモード光ファイバの他端に測
定光を入射して希土類ドープ光ファイバの他端に伝送さ
れた測定光の光量を計測し、次に希土類ドープ光ファイ
バを他端から任意の長さの位置で切断除去し、再度シン
グルモード光ファイバの他端に測定光を入射して希土類
ドープ光ファイバの切断端面に伝送された測定光の光量
を計測し、希土類ドープ光ファイバの切断前後の計測光
量の差と切断長さとから希土類ドープ光ファイバの単位
長さ当りの光の吸収量を求め、この吸収量から希土類元
素のドープ量を求めるので、例え希土類元素ドープ光フ
ァイバへの希土類　　　　′元素のドープ量が多く、希
土類元素ドープ光ファイバによる測定光の吸収量が多く
て、希土類元素ドープ光ファイバの長さを短くしなけれ
ばならない場合であっても、シングルモード光ファイバ
の他端に入射する測定光のうち、シングルモード光ファ
イバのクラッドに入射した測定光は、シングルモード光
ファイバが充分に長いことから、シングルモード光ファ
イバの内部から完全に放射され、希土類元素ドープ光フ
ァイバに入射されることがなく、シたがって、シングル
モード光ファイバから希土類元素ドープ光ファイバに伝
送される測定光はシングルモード光ファイバのコアを通
過した光のみであり、クラッドにより伝送される測定光
の影響で測定に誤差を生じるという恐れは全く無い。こ
のように、希土類元素ドープ光ファイバの長さにかかわ
らず、常にコアを通過した測定光のみの光量を測定でき
ることから、希土類元素ドープ光ファイバのコアへの希
土類元素のドープ量の大小にかかわらず常に正確な定量
を行なうことができる。しかも、希土類元素ドープ光フ
ァイバの一端にはシングルモード光ファイバの一端が接
続されているので、全体として長さが長いことから、希
土類元素ドープ光ファイバの切断作業が容易であると共
に、切断によりシングルモート光ファイバの他端が入射
光学系の焦点近傍からずれることがなく、したがって位
置合わせが不要である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における希土類元素ドープ光
ファイバのドープ量定量方法の説明図、第２図は従来の
希土類元素ドープ光ファイバのドープ量定量方法の説明
図である。 ３・・・シングルモード光ファイバ、４・・・希土類元
素ドープ光ファイバ 特許出願人　三菱電線工業株式会社 日本電信電話株式会社 第１図 第２図 会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 希土類元素ドープ光ファイバの一端に低損失のシングル
   モード光ファイバの一端を接続し、シングルモード光フ
   ァイバの他端に測定光を入射して希土類ドープ光ファイ
   バの他端に伝送された測定光の光量を計測し、次に希土
   類ドープ光ファイバを他端から任意の長さの位置で切断
   除去し、再度シングルモード光ファイバの他端に測定光
   を入射して希土類ドープ光ファイバの切断端面に伝送さ
   れた測定光の光量を計測し、希土類ドープ光ファイバの
   切断前後の計測光量の差と切断長さとから希土類ドープ
   光ファイバの単位長さ当りの光の吸収量を求め、この吸
   収量から希土類元素のドープ量を求めることを特徴とす
   る希土類元素ドープ光ファイバのドープ量定量方法。