JPH02304328A - 光ファイバ障害点探索方法および装置 - Google Patents
光ファイバ障害点探索方法および装置Info
- Publication number
- JPH02304328A JPH02304328A JP12291489A JP12291489A JPH02304328A JP H02304328 A JPH02304328 A JP H02304328A JP 12291489 A JP12291489 A JP 12291489A JP 12291489 A JP12291489 A JP 12291489A JP H02304328 A JPH02304328 A JP H02304328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical fiber
- sum
- wavelength
- intensity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 5
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 claims description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 8
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 abstract 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 2
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 abstract 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013637 LiNbO2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000000098 azimuthal photoelectron diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- HLTDBMHJSBSAOM-UHFFFAOYSA-N 2-nitropyridine Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=N1 HLTDBMHJSBSAOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000005466 cherenkov radiation Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
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。
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障害点を光学的に探索する光ファ
イバ障害点探索方法と、これを用いた装置 （ＯＴＤＲ
：０ｐｔｉｃａｌ Ｔｉｆｆ１ｅ Ｄｏｍａｉｎ
Ｒｃｆ’ｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）に関する。
イバ障害点探索方法と、これを用いた装置 （ＯＴＤＲ
：０ｐｔｉｃａｌ Ｔｉｆｆ１ｅ Ｄｏｍａｉｎ
Ｒｃｆ’ｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）に関する。
光ファイバアナライザと呼ばれる光ファイバ障害点探索
装置は、披ｌ１−１定光ファイバに測定用のパルス光を
入射し、レーリー散乱光（後方散乱光）あるいはフレネ
ル反射光等に起因する戻り光強度の時間的変化を検出し
、これによって障害点を検出するようになっている。こ
のような０ＴＤＲにおいては、従来から光検出器として
アバランシェフォトダイオード（Ａ Ｐ Ｄ）や高速フ
ォトダイオード等が用いられている。
装置は、披ｌ１−１定光ファイバに測定用のパルス光を
入射し、レーリー散乱光（後方散乱光）あるいはフレネ
ル反射光等に起因する戻り光強度の時間的変化を検出し
、これによって障害点を検出するようになっている。こ
のような０ＴＤＲにおいては、従来から光検出器として
アバランシェフォトダイオード（Ａ Ｐ Ｄ）や高速フ
ォトダイオード等が用いられている。
一方、被１１１定光ファイバに障害があると障害点で強
いフレネル反射光を生じ、これが戻り光とＩ７て光検出
器に入射されることになる。このため、光検出器や後段
の増幅器の応答波形にいわゆる「すそひき」が生じ、障
害点のより後方（特に直後）の時間域で観測不能域が現
れていた。そこで、この、欠点を除去するため、従来か
ら光偏向器などを用いたマスク機能を付加することがな
されている。
いフレネル反射光を生じ、これが戻り光とＩ７て光検出
器に入射されることになる。このため、光検出器や後段
の増幅器の応答波形にいわゆる「すそひき」が生じ、障
害点のより後方（特に直後）の時間域で観測不能域が現
れていた。そこで、この、欠点を除去するため、従来か
ら光偏向器などを用いたマスク機能を付加することがな
されている。
しかしながら、従来の赤外光の検出にはＧｓやＩｎ Ｓ
ｂ ＰのＡＰＤやフォトダイオードが用いられるが、こ
れら光検出素子のノイズは可視充用のＳｔフォトダイオ
ードに比べて高レベルであり、また電流増幅率も低く、
長距離の光ファイバ障害 、点探索には使えなかった
。一方、光検出器としての光電子増倍管やＳｉ −ＡＰ
Ｄは極めて低ノイズ、高感度ではあるが、長波長帯では
感度が著しく低い。特に、光ファイバ通信に用いられる
波長１．３〜１．５５μｍの赤外光に対しては極めて低
感度であるので、はとんど実用化されていない。
ｂ ＰのＡＰＤやフォトダイオードが用いられるが、こ
れら光検出素子のノイズは可視充用のＳｔフォトダイオ
ードに比べて高レベルであり、また電流増幅率も低く、
長距離の光ファイバ障害 、点探索には使えなかった
。一方、光検出器としての光電子増倍管やＳｉ −ＡＰ
Ｄは極めて低ノイズ、高感度ではあるが、長波長帯では
感度が著しく低い。特に、光ファイバ通信に用いられる
波長１．３〜１．５５μｍの赤外光に対しては極めて低
感度であるので、はとんど実用化されていない。
一方、光−内器を用いることで「すそひき」の除去を行
なおうとしても、光偏向器自体の応答速度やドライブ回
路の帯域などの制限のため、上記の観ａ−１不能域は３
０ｍ程度以下とすることができなかった。また、光偏向
器を用いると、３〜６ｄＢの損失が生じてしまう。
なおうとしても、光偏向器自体の応答速度やドライブ回
路の帯域などの制限のため、上記の観ａ−１不能域は３
０ｍ程度以下とすることができなかった。また、光偏向
器を用いると、３〜６ｄＢの損失が生じてしまう。
そこで本発明は、ダイナミックレンジを拡げると共に時
間分解能を向上させるを可能とし、望ましくは障害点直
後の観ΔＰ１不能域を生じなくすることが可能な先ファ
イバ障害点探索方法と、これを用いた装置を提供するこ
とを目的とする。
間分解能を向上させるを可能とし、望ましくは障害点直
後の観ΔＰ１不能域を生じなくすることが可能な先ファ
イバ障害点探索方法と、これを用いた装置を提供するこ
とを目的とする。
本発明に係る光ファイバ障害点探索方法および装置は、
被測定光ファイバにδか１定パルス光を入射したときの
戻り光の強度の時間的変化から、被１１＄１定光ファイ
バの障害点を探索するものに適用され、披７ｉｌ定光フ
ァイバからの戻り光をポンプ光との間で和または差周波
混合させることより、観測波形を求めることを特徴とす
る。
被測定光ファイバにδか１定パルス光を入射したときの
戻り光の強度の時間的変化から、被１１＄１定光ファイ
バの障害点を探索するものに適用され、披７ｉｌ定光フ
ァイバからの戻り光をポンプ光との間で和または差周波
混合させることより、観測波形を求めることを特徴とす
る。
すなわち、本発明方法は、被測定光ファイバからの戻り
光と波長が異なるポンプ光を当該戻り光に結合させて和
または差周波混合による和または差周波光を生成させ、
この和または差周波光強度の時間的変化を観ｌ−１する
ことにより、戻り光強度の時間的変化に相似の観測波形
を得ることを特徴とする。
光と波長が異なるポンプ光を当該戻り光に結合させて和
または差周波混合による和または差周波光を生成させ、
この和または差周波光強度の時間的変化を観ｌ−１する
ことにより、戻り光強度の時間的変化に相似の観測波形
を得ることを特徴とする。
また、本発明の装置は、被測定光ファイバからの戻り光
と波長が異なるポンプ光を出射するポンプ光源と、戻り
光とポンプ光を入射して和または差周波混合による和ま
たは差周波光を生成する非線形光学素子と、和または差
周波光の強度の時間的変化を観測する観測手段とを備え
ることを特徴とする。
と波長が異なるポンプ光を出射するポンプ光源と、戻り
光とポンプ光を入射して和または差周波混合による和ま
たは差周波光を生成する非線形光学素子と、和または差
周波光の強度の時間的変化を観測する観測手段とを備え
ることを特徴とする。
ここで、戻り光の強度がフレネル反射などによって急に
高くなる時間間隔でポンプ光強度が零または十分に低レ
ベルとなるようにポンプ光源（例えば半導体レーザ）を
制御するようにしてもよく、観測手段を光電子増倍管と
、その出力を計数するカウンタと、光電子増倍管の出力
のうちの所定レベル以下のものをノイズとして除去する
ノイズ除去回路を用いて構成してもよい。
高くなる時間間隔でポンプ光強度が零または十分に低レ
ベルとなるようにポンプ光源（例えば半導体レーザ）を
制御するようにしてもよく、観測手段を光電子増倍管と
、その出力を計数するカウンタと、光電子増倍管の出力
のうちの所定レベル以下のものをノイズとして除去する
ノイズ除去回路を用いて構成してもよい。
本発明の光ファイバ障害点探索方法によれば、戻り光が
周波数の異なるポンプ光との間で和または差周波混合さ
れることにより、和または差周波光の波長に適した分光
感度特性の光検出器を用いて戻り強度の時間的変化に相
似の観測波形を得ることができる。
周波数の異なるポンプ光との間で和または差周波混合さ
れることにより、和または差周波光の波長に適した分光
感度特性の光検出器を用いて戻り強度の時間的変化に相
似の観測波形を得ることができる。
また、本発明の装置によれば、ポンプ光を出力するポン
プ光源や、和または差周波混合を生成させる非線形光学
素子や、あるいは従来の０ＴＤＲ等で用いられている光
検出手段などを組み合せるだけで、上記の観測波形を得
ることができる。また、戻り光強度のピーク部分でポン
プ光を変調すれば、「すそ引き」の除去もなし得る。ま
た、光電子増倍管を用いて光子計数法を採用することに
より、ダイナミックレンジを飛躍的に向上させることが
できる。更に、ＣＲＴなどの表示手段を設ければ、観１
ｌｐ１波形を画像上で表示することもできる。
プ光源や、和または差周波混合を生成させる非線形光学
素子や、あるいは従来の０ＴＤＲ等で用いられている光
検出手段などを組み合せるだけで、上記の観測波形を得
ることができる。また、戻り光強度のピーク部分でポン
プ光を変調すれば、「すそ引き」の除去もなし得る。ま
た、光電子増倍管を用いて光子計数法を採用することに
より、ダイナミックレンジを飛躍的に向上させることが
できる。更に、ＣＲＴなどの表示手段を設ければ、観１
ｌｐ１波形を画像上で表示することもできる。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例に係る光ファイバ障害点探索方
法を適用した装置の構成図であり、第２図は７Ｉ−１定
の様子を示すタイミング図である。第１図に示す如く、
例えば半導体レーザで構成されるａｌｌｌ定パルス光Ｆ
７．１からの測定パルス光ＰＩＮ（波長λ１）は、第１
の光結合器２を介して被測定光ファイバ３に入射される
。測定パルス光ＰＩＮは被測定光ファイバ３を伝播する
過程でレーリー散乱やフレネル反射により減衰し、図中
に実線のパルス波形で示すようになる。一方、戻り光Ｐ
は点ＵＴ 線のパルス波形で示すようになる。従って、第２図のタ
イミングチャートのように、同図（ａ）の如き測定パル
ス光ＰＩＮが被側定光ファイバ３に入射されたときは、
戻り光Ｐ の強度Ｉλ１の時ＵＴ 量的変化は同図（ｂ）のようになる。ここで、戻り光Ｐ
の強度が急激に変化する点は、被測定ＵＴ 光ファイバ３の著しい障害点や光コネクタ等による接続
点を示し、ゆるやかな変化はファイバ中のレーリー散乱
等を示している。
法を適用した装置の構成図であり、第２図は７Ｉ−１定
の様子を示すタイミング図である。第１図に示す如く、
例えば半導体レーザで構成されるａｌｌｌ定パルス光Ｆ
７．１からの測定パルス光ＰＩＮ（波長λ１）は、第１
の光結合器２を介して被測定光ファイバ３に入射される
。測定パルス光ＰＩＮは被測定光ファイバ３を伝播する
過程でレーリー散乱やフレネル反射により減衰し、図中
に実線のパルス波形で示すようになる。一方、戻り光Ｐ
は点ＵＴ 線のパルス波形で示すようになる。従って、第２図のタ
イミングチャートのように、同図（ａ）の如き測定パル
ス光ＰＩＮが被側定光ファイバ３に入射されたときは、
戻り光Ｐ の強度Ｉλ１の時ＵＴ 量的変化は同図（ｂ）のようになる。ここで、戻り光Ｐ
の強度が急激に変化する点は、被測定ＵＴ 光ファイバ３の著しい障害点や光コネクタ等による接続
点を示し、ゆるやかな変化はファイバ中のレーリー散乱
等を示している。
戻り光Ｐ は第１の光結合器２を介して第２ＵＴ
の光結合器４に入射され、ここでポンプ光源５から出射
されたポンプ光と合成（光結合）される。
されたポンプ光と合成（光結合）される。
ここで、ポンプ光源５は例えば半導体レーザで構成され
るが、出力されるポンプ光の波長λ２は戻り光Ｐ の
波長λ１と異なるものでなければなＵＴ らない。なぜなら、非線形光学素子からはポンプ光と戻
り光の第２高調波（λ 、λ ）が発生するので、
ポンプ光と戻り光が同一波長のときは和周波光と同一波
長になってノイズ成分となるからである。
るが、出力されるポンプ光の波長λ２は戻り光Ｐ の
波長λ１と異なるものでなければなＵＴ らない。なぜなら、非線形光学素子からはポンプ光と戻
り光の第２高調波（λ 、λ ）が発生するので、
ポンプ光と戻り光が同一波長のときは和周波光と同一波
長になってノイズ成分となるからである。
このような戻り光Ｐ とポンプ光が第２の光ｔｌＴ
結合器４で合成されて非線形光学素子６に入射されると
、和または差周波混合によって波長がλ３の和または差
周波光が生成される。、ここで、非線形光学素子６は例
えばＬｉＮｂＯ２などの異方性結晶で形成されるが、こ
の非線形光学索子６による和または差周波混合で生成さ
れる光は、和周波混合光（強度：■λ 、振動数： （
，７３Ｍ２π・Ｃ／λ３）について例示すれば、入射光
の強度をＩλ 、Ｉλ２とし、振動数をω −２π・Ｃ
／ｌ
ｉλ ω −２π・Ｃ／λ２とすると（Ｃは光１’
２ 速）、 Ｉ λ ■ ■ λ 拳 Ｉ λω３−ω１＋ω
２ となる。また、これ以外に前述の戻り光とポンプ光の第
２高調波！λ 、■λ５も発生する。
、和または差周波混合によって波長がλ３の和または差
周波光が生成される。、ここで、非線形光学素子６は例
えばＬｉＮｂＯ２などの異方性結晶で形成されるが、こ
の非線形光学索子６による和または差周波混合で生成さ
れる光は、和周波混合光（強度：■λ 、振動数： （
，７３Ｍ２π・Ｃ／λ３）について例示すれば、入射光
の強度をＩλ 、Ｉλ２とし、振動数をω −２π・Ｃ
／ｌ
ｉλ ω −２π・Ｃ／λ２とすると（Ｃは光１’
２ 速）、 Ｉ λ ■ ■ λ 拳 Ｉ λω３−ω１＋ω
２ となる。また、これ以外に前述の戻り光とポンプ光の第
２高調波！λ 、■λ５も発生する。
従って、非線形光学素子６から出射された光を分光手段
７に入射して波長λ３の和周波光のみを抽出すると、こ
の光の波長λ３は元の光の波長（λ 、λ２）よりも短
波長となり、光検出器８として暗７１ｍの少ないＳ！−
フォトダイオードや、光が微弱なときに適した光電子増
倍管（ＰＭＴ）を用いることができる。
７に入射して波長λ３の和周波光のみを抽出すると、こ
の光の波長λ３は元の光の波長（λ 、λ２）よりも短
波長となり、光検出器８として暗７１ｍの少ないＳ！−
フォトダイオードや、光が微弱なときに適した光電子増
倍管（ＰＭＴ）を用いることができる。
このように本実施例では、′Ｗ４１の特徴としてポンプ
光と被測定光による波長変換光（例えば和周枝先）を検
出対象としているので、次のような特徴的作用がある。
光と被測定光による波長変換光（例えば和周枝先）を検
出対象としているので、次のような特徴的作用がある。
すなわち、ＰＭＴの前に波長変換手段としての非線形光
学素子を設けて、長波長帯の光を可曳域の光に変換し、
ＰＭＴで光検出を行うことができる。波長変換手段とし
てはＬｉＮｂＯ２などの非線形光学材料で導波路構造を
持つものが開発され、その変換効率は１％以上に達して
いる。この球な波長変換手段とＰＭＴを組合せた時の量
子効率は０．３％程度であり、現在市販の０ＴＤＲに使
用されているＡＰＤの量子効率（５０〜８０％）と比べ
ると１／１７０〜１／２７０程度である。しかしながら
、ＡＰＤは増倍率がＧｃ−ＡＰＤで４００程度以下、Ｉ
ｎ ＧａＡｓで４０程度以下と低く、また暗電流による
雑音やアバランシェ増幅時のショット雑音が大きい。
学素子を設けて、長波長帯の光を可曳域の光に変換し、
ＰＭＴで光検出を行うことができる。波長変換手段とし
てはＬｉＮｂＯ２などの非線形光学材料で導波路構造を
持つものが開発され、その変換効率は１％以上に達して
いる。この球な波長変換手段とＰＭＴを組合せた時の量
子効率は０．３％程度であり、現在市販の０ＴＤＲに使
用されているＡＰＤの量子効率（５０〜８０％）と比べ
ると１／１７０〜１／２７０程度である。しかしながら
、ＡＰＤは増倍率がＧｃ−ＡＰＤで４００程度以下、Ｉ
ｎ ＧａＡｓで４０程度以下と低く、また暗電流による
雑音やアバランシェ増幅時のショット雑音が大きい。
このため、最小受信レベルは１００ＭＨ２の帯域で４０
ｎＷ程度である。一方、波長変換手段としての非線形光
学素子とＰＭＴの組合せによれば、全体の量子効率は低
いが、検出器であるＰＭＴが低ノイズかつ高ゲインを持
つことにより、最小受信レベルは１００ＭＨ２の帯域で
８ｎＷ程度であり、ＡＰＤを使用した装置よりＳ／Ｎが
良く、大きなダイナミックレンジが得られる。
ｎＷ程度である。一方、波長変換手段としての非線形光
学素子とＰＭＴの組合せによれば、全体の量子効率は低
いが、検出器であるＰＭＴが低ノイズかつ高ゲインを持
つことにより、最小受信レベルは１００ＭＨ２の帯域で
８ｎＷ程度であり、ＡＰＤを使用した装置よりＳ／Ｎが
良く、大きなダイナミックレンジが得られる。
光検出器８の出力は増幅器９で増幅され、信号処理回路
１０に送られる。ここで、信号処理回路の入力部分には
Ａ／Ｄ変換器（図示せず）が設けられて信号のデジタル
化がされるが、後述の光子計数法を採用するときはＡ／
Ｄ変換器の代りにカウンタが設けられる。
１０に送られる。ここで、信号処理回路の入力部分には
Ａ／Ｄ変換器（図示せず）が設けられて信号のデジタル
化がされるが、後述の光子計数法を採用するときはＡ／
Ｄ変換器の代りにカウンタが設けられる。
信号処理回路１０は所定タイミングでΔ−１定パルス光
ＰＩＮが出力されるように測定パルス光源１を制御しな
がら、戻り光Ｐ のレベルの急な立ちＵＴ 上りタイミングに同期してポンプ光が十分に低レベルと
なるようにポンプ光源５を制御する。第２図を参照して
これを説明すると、同図（ａ）のように測定パルス光Ｐ
ＩＮがｎ１定パルス光源１から出射されると、戻り光Ｐ
の時間的変化は同図ＵＴ （ｂ）のようになる。ここで、光強度がピークを示す時
点ｔ 、ｔｚ、ｔｚは、光伝送路における障害点や光コ
ネクタ等に対応している。
ＰＩＮが出力されるように測定パルス光源１を制御しな
がら、戻り光Ｐ のレベルの急な立ちＵＴ 上りタイミングに同期してポンプ光が十分に低レベルと
なるようにポンプ光源５を制御する。第２図を参照して
これを説明すると、同図（ａ）のように測定パルス光Ｐ
ＩＮがｎ１定パルス光源１から出射されると、戻り光Ｐ
の時間的変化は同図ＵＴ （ｂ）のようになる。ここで、光強度がピークを示す時
点ｔ 、ｔｚ、ｔｚは、光伝送路における障害点や光コ
ネクタ等に対応している。
これを従来の技術で観測すると、同図（ｃ）のように時
点１，１２．１３で著しい「すそ引き」■ を生じる。そこで本実施例では、信号処理回路１０から
の指令によってポンプ光源５を制御し、第２図中のΔｔ
、Δｔ 、Δｔ３の期間すなわち戻り光強度がピーク
となるときに、ポンプ光Ｉλ２が出力されない（又は十
分に低レベルの出力となる）ようにする。具体的には、
ポンプ光源５を構成する半導体レーザは１０ＧＨ２程度
の高速変調が可能であり、かつこれは直流的にレーザ発
振しているので、この半導体レーザへの駆動電流を第２
図（ｆ）のように制御する。すると、非線形光学素子６
に入射されるポンプ光Ｉλ２のレベルは、第２図（ｄ）
のように期間Δ１１゜１０５倍も高レベルのフレネル反
射光が戻ってきでも、和周波混合光はゼロ又は十分な低
レベルに保たれるので光検出器８は飽和しない。これに
より、同図（ｅ）のような戻り光Ｐ の時間変化ＵＴ に対応した観δ−１波形が得られる。この処理結果は、
信号処理回路１０から表示装置１１に送られ、両面上で
ｋｌｌ １１？１波形が表示される。
点１，１２．１３で著しい「すそ引き」■ を生じる。そこで本実施例では、信号処理回路１０から
の指令によってポンプ光源５を制御し、第２図中のΔｔ
、Δｔ 、Δｔ３の期間すなわち戻り光強度がピーク
となるときに、ポンプ光Ｉλ２が出力されない（又は十
分に低レベルの出力となる）ようにする。具体的には、
ポンプ光源５を構成する半導体レーザは１０ＧＨ２程度
の高速変調が可能であり、かつこれは直流的にレーザ発
振しているので、この半導体レーザへの駆動電流を第２
図（ｆ）のように制御する。すると、非線形光学素子６
に入射されるポンプ光Ｉλ２のレベルは、第２図（ｄ）
のように期間Δ１１゜１０５倍も高レベルのフレネル反
射光が戻ってきでも、和周波混合光はゼロ又は十分な低
レベルに保たれるので光検出器８は飽和しない。これに
より、同図（ｅ）のような戻り光Ｐ の時間変化ＵＴ に対応した観δ−１波形が得られる。この処理結果は、
信号処理回路１０から表示装置１１に送られ、両面上で
ｋｌｌ １１？１波形が表示される。
第２図に示すタイミングｔ 、ｔｚ、ｔａは、■
次のようにして求められる。まず、入射パルスＰ を光
ファイバ３に入射して戻り光Ｐ の波Ｉ Ｎ
ＯＵＴ形を観ｉ’１ｌｌｌ
すると、第２図（Ｃ）の波形が得られる。
ファイバ３に入射して戻り光Ｐ の波Ｉ Ｎ
ＯＵＴ形を観ｉ’１ｌｌｌ
すると、第２図（Ｃ）の波形が得られる。
ここで、観測波形の急な立ち上り時点は上記のタイミン
グｔ 、ｔｚ、ｔｚに対応しているので、これを信号処
理回路１０に記憶しておく、次にミ再び入射パルスＰＩ
Ｎを光ファイバ３に入射し、和周波光の波形を観測する
。このとき、信号処理回路１０に記憶しであるタイミン
グｔ 、ｔｚ。
グｔ 、ｔｚ、ｔｚに対応しているので、これを信号処
理回路１０に記憶しておく、次にミ再び入射パルスＰＩ
Ｎを光ファイバ３に入射し、和周波光の波形を観測する
。このとき、信号処理回路１０に記憶しであるタイミン
グｔ 、ｔｚ。
ｔｚにもとづき、ポンプ光源５を構成する半導体レーザ
を第２図（ｆ）の電流で高速変調する。なお、タイミン
グ１，１２．１３は別途に設けた光検出器により求めて
もよく、表示装置上の波形から手動で制御してもよい。
を第２図（ｆ）の電流で高速変調する。なお、タイミン
グ１，１２．１３は別途に設けた光検出器により求めて
もよく、表示装置上の波形から手動で制御してもよい。
次に、上記の実施例を数値によって、より具体的に説明
する。
する。
まず、測定パルス光源１としては、通常の光通信に用い
られている波長（λｌ−１，３μｍ。
られている波長（λｌ−１，３μｍ。
１．５５μｍ）の半導体レーザを用いることができる。
ΔＩＩＪ定パルス光ＰＩＮのパルス幅は通常は数１０ｎ
ｓｅｃ〜数μｓｅｃ程度であるが、距離分解能を上げる
ためには、パルス幅が３０ｐｓｅｃ程度の超短パルス光
とすることが望ましい。かかるｔｉｉ短パルス先は、半
導体レーザをパルス幅１００ｐｓｅｃ程度の駆動パルス
電流で発光させ、緩和振動の第１パルスを利用すること
により容易にｉすられる。
ｓｅｃ〜数μｓｅｃ程度であるが、距離分解能を上げる
ためには、パルス幅が３０ｐｓｅｃ程度の超短パルス光
とすることが望ましい。かかるｔｉｉ短パルス先は、半
導体レーザをパルス幅１００ｐｓｅｃ程度の駆動パルス
電流で発光させ、緩和振動の第１パルスを利用すること
により容易にｉすられる。
ポンプ光を出力するポンプ光源５についても半導体レー
ザを用いることができる。ここで、ポンプ光の波長λ
は測定パルス光ＰＩＮの波長λ１と異なることが必要で
あり、例えばλ２２−８５０ｎに設定される。従って、
ｎ１定パルス光ＰＩＮの波長λ１を１．５５μｍとする
と、和周波光の波長λ３は５４９ｎｍ程度（可視光）と
なる。第１の光結合器２および第２の光結合器４として
は光方向性結合器などを用いることができ、分光手段７
としては狭帯域の光学フィルタや分光器を用いることが
できる。
ザを用いることができる。ここで、ポンプ光の波長λ
は測定パルス光ＰＩＮの波長λ１と異なることが必要で
あり、例えばλ２２−８５０ｎに設定される。従って、
ｎ１定パルス光ＰＩＮの波長λ１を１．５５μｍとする
と、和周波光の波長λ３は５４９ｎｍ程度（可視光）と
なる。第１の光結合器２および第２の光結合器４として
は光方向性結合器などを用いることができ、分光手段７
としては狭帯域の光学フィルタや分光器を用いることが
できる。
次に、本発明の変形例を第３図および第４図により説明
する。
する。
この変形例はｉｌ？１定のダイナミックレンジを向上さ
せるために、いわゆる光子計数法を応用している。すな
わち、光電子増倍管（ＰＭＴ）への入射光が極めて微弱
になると、ＰＭＴの出力は離散的なパルス状となるが、
そのパルスの時間間隔が入射光量に反比例する現象が知
られている。したがって、そのパルス間隔もしくは所定
時間内のパルス数を計数すれば、入射光の強度を知るこ
とができる。アンプを通したＰＭＴの出力信号は第３図
（ａ）のようになる。この出力に所定のしきい値Ｖｔｈ
を設け、■ｔｈ以下の信号をカットすれば、ＰＭＴ及び
増幅部（ＡＭＰ）のノイズを除去できる。
せるために、いわゆる光子計数法を応用している。すな
わち、光電子増倍管（ＰＭＴ）への入射光が極めて微弱
になると、ＰＭＴの出力は離散的なパルス状となるが、
そのパルスの時間間隔が入射光量に反比例する現象が知
られている。したがって、そのパルス間隔もしくは所定
時間内のパルス数を計数すれば、入射光の強度を知るこ
とができる。アンプを通したＰＭＴの出力信号は第３図
（ａ）のようになる。この出力に所定のしきい値Ｖｔｈ
を設け、■ｔｈ以下の信号をカットすれば、ＰＭＴ及び
増幅部（ＡＭＰ）のノイズを除去できる。
そのため、所定時間内のパルス数を計数すれば、ノイズ
を除去した極めて高いＳ／Ｎの光測定が可能である。
を除去した極めて高いＳ／Ｎの光測定が可能である。
増幅後のＰＭＴの出力信号をパルス波形分布として示す
と、第３図（ｂ）のようになる。同図において、実線の
曲線は信号パルスと暗電流パルスの和を示し、ハツチン
グは暗電流成分を示す。図示の通り、しきい値ｖｔｈ以
下をカットすれば、信号成分以下のノイズ成分の多くを
除去し得ることがわかる。
と、第３図（ｂ）のようになる。同図において、実線の
曲線は信号パルスと暗電流パルスの和を示し、ハツチン
グは暗電流成分を示す。図示の通り、しきい値ｖｔｈ以
下をカットすれば、信号成分以下のノイズ成分の多くを
除去し得ることがわかる。
第４図は光ファイバからの戻り光（被測定光）の強度と
、ＰＭＴの出力（信号パルス）の関係を。
、ＰＭＴの出力（信号パルス）の関係を。
模式的に示している。図示の通り、Ｐ ＦｖＩ Ｔから
のパルス出力の頻度は戻り光の強度と対応している。
のパルス出力の頻度は戻り光の強度と対応している。
そこで、等間隔（Δｔ）のチャネルＣＨｏ〜ＣＨごとに
出力パルス数をカウントし、カウンロ ト値を個々のメモリに格納すれば、戻り光強度をチャネ
ルＣＨｏ−ＣＨｏごとに求め得る。ここで、第４図のよ
うな光子計数を複数回繰り返し、カウント値をチャネル
ＣＨｏ−Ｃ１ｎごとに加算していけば、高分解能で高い
ダイナミックレンジの光ファイバ障害点探索が可能にな
る。
出力パルス数をカウントし、カウンロ ト値を個々のメモリに格納すれば、戻り光強度をチャネ
ルＣＨｏ−ＣＨｏごとに求め得る。ここで、第４図のよ
うな光子計数を複数回繰り返し、カウント値をチャネル
ＣＨｏ−Ｃ１ｎごとに加算していけば、高分解能で高い
ダイナミックレンジの光ファイバ障害点探索が可能にな
る。
本発明については、種々の変形が可能である。
例えば、非線形光学素子にはＡｊ！Ｇａ Ａｓを用いた
ものや、ＭＢＡＮＰ （２メチル・ベンジン−アミノ・
５・ニトロピリジン）を用いたものが適用可能である。
ものや、ＭＢＡＮＰ （２メチル・ベンジン−アミノ・
５・ニトロピリジン）を用いたものが適用可能である。
また、導波路構造のチェレンコフ放射型のものを用いる
と、感度およびＳ／Ｎを向上できる。
と、感度およびＳ／Ｎを向上できる。
以上、詳細に説明した通り本発明の方法によれば、戻り
光が周波数の異なるポンプ光との間で和または差周波混
合されて、これが検出されることにより、検出光の波長
に適した分光感度特性の光検出器を用いることができる
。このため、高感度かつ低ノイズの波形を得ることがで
きる。
光が周波数の異なるポンプ光との間で和または差周波混
合されて、これが検出されることにより、検出光の波長
に適した分光感度特性の光検出器を用いることができる
。このため、高感度かつ低ノイズの波形を得ることがで
きる。
また、本発明の装置によれば、ポンプ光を出力するポン
プ光源や、非線形光学素子や、あるいは従来の０ＴＤＲ
等で用いられている光検出手段などを組み合せるだけで
、上記の観測波形を得ることができる。また、フレネル
反射による戻り光強度のピーク部分でポンプ光を変調す
ることにより、いわゆる「すそ引き」をなくすことがで
きる。また、光電子増倍管を用いて光子計数法を採用す
ることにより、ダイナミックレンジを向上させることが
できる。更に、ＣＲＴなどの表示手段を設ければ、観測
波形を画像上で表示することもできる。
プ光源や、非線形光学素子や、あるいは従来の０ＴＤＲ
等で用いられている光検出手段などを組み合せるだけで
、上記の観測波形を得ることができる。また、フレネル
反射による戻り光強度のピーク部分でポンプ光を変調す
ることにより、いわゆる「すそ引き」をなくすことがで
きる。また、光電子増倍管を用いて光子計数法を採用す
ることにより、ダイナミックレンジを向上させることが
できる。更に、ＣＲＴなどの表示手段を設ければ、観測
波形を画像上で表示することもできる。
このように、本発明は被測定光ファイバにおける距離分
解能を大幅に改善し、しかも障害点直後の観ΔＦ１不能
域を実質的に生じなくすることを可能にしているので、
精度の高い障害点探索を実現することができる。
解能を大幅に改善し、しかも障害点直後の観ΔＦ１不能
域を実質的に生じなくすることを可能にしているので、
精度の高い障害点探索を実現することができる。
第１図は本発明の実施例に係る光ファイバ障害点探索方
法を適用した装置の構成図、第２図は実施例の作用を示
すタイミング図、第３図および第４図は光子計数法を採
用した実施例の作用を示す図である。 １・・・測定パルス光源、２・・・第１の光結合器、３
・・・被ａＰ１定光ファイバ、４・・・第２の光結合器
、５・・・ポンプ光源、６・・・非線形光学素子、７・
・・分光手段、８・・・光検出器、９・・・増幅器、１
０・・・信号処理回路、１１・・・表示装置、ＰＩＮ・
・・ａ？１定パルス光、Ｐ ・・・戻り光。 ＵＴ 代理人弁理士 長谷用 芳 樹実施例の作用 光子り十数法の言兜日月 第３図
法を適用した装置の構成図、第２図は実施例の作用を示
すタイミング図、第３図および第４図は光子計数法を採
用した実施例の作用を示す図である。 １・・・測定パルス光源、２・・・第１の光結合器、３
・・・被ａＰ１定光ファイバ、４・・・第２の光結合器
、５・・・ポンプ光源、６・・・非線形光学素子、７・
・・分光手段、８・・・光検出器、９・・・増幅器、１
０・・・信号処理回路、１１・・・表示装置、ＰＩＮ・
・・ａ？１定パルス光、Ｐ ・・・戻り光。 ＵＴ 代理人弁理士 長谷用 芳 樹実施例の作用 光子り十数法の言兜日月 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被測定光ファイバに測定パルス光を入射したときの
戻り光の強度の時間的変化から、前記被測定光ファイバ
の障害点を探索する光ファイバ障害点探索方法において
、 前記戻り光と波長が異なるポンプ光を当該戻り光に結合
させて和または差周波混合による和または差周波光を生
成させ、この和または差周波光強度の時間的変化を観測
することにより、前記戻り光強度の時間的変化に相似の
観測波形を得ることを特徴とする光ファイバ障害点探索
方法。 ２、被測定光ファイバに測定パルス光源からの測定パル
ス光を入射したときの戻り光の強度の時間的変化から、
前記被測定光ファイバの障害点を探索する光ファイバ障
害点探索装置において、前記戻り光と波長が異なるポン
プ光を出射するポンプ光源と、 前記戻り光と前記ポンプ光を入射して和または差周波混
合による和または差周波光を生成する非線形光学素子と
、 前記和または差周波光の強度の時間的変化を観測する観
測手段とを備えることを特徴とする光ファイバ障害点探
索装置。 ３、前記戻り光の強度が急に高くなる時間間隔で前記ポ
ンプ光の強度が零または十分に低レベルとなるように前
記ポンプ光源を制御する光源制御手段を更に備える請求
項２記載の光ファイバ障害点探索装置。 ４、前記非線形光学手段と前記観測手段の間に和または
差周波光を抽出する分光手段を更に備える請求項２また
は３記載の光ファイバ障害点探索装置。 ５、前記観測手段が前記和または差周波光を検出する光
電子増倍管と、その出力を計数するカウンタと、 前記光電子増倍管の出力のうちの所定レベル以下のもの
をノイズとして除去するノイズ除去回路とを有する請求
項２、３または４記載の光ファイバ障害点探索装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122914A JP2763586B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 光ファイバ障害点探索方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122914A JP2763586B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 光ファイバ障害点探索方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02304328A true JPH02304328A (ja) | 1990-12-18 |
| JP2763586B2 JP2763586B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=14847731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1122914A Expired - Fee Related JP2763586B2 (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 光ファイバ障害点探索方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763586B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06109584A (ja) * | 1992-01-09 | 1994-04-19 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 光ファイバ測定装置 |
| JP2011075521A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Yokogawa Electric Corp | 光パルス試験器 |
| JP2011106991A (ja) * | 2009-11-18 | 2011-06-02 | Yokogawa Electric Corp | 光パルス試験器 |
| US11972706B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-04-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image display system and image display method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56100324A (en) * | 1980-01-14 | 1981-08-12 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Measuring device for light dispersion |
| JPS58113832A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-06 | Fujitsu Ltd | 光フアイバ破断点検出装置 |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP1122914A patent/JP2763586B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56100324A (en) * | 1980-01-14 | 1981-08-12 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | Measuring device for light dispersion |
| JPS58113832A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-06 | Fujitsu Ltd | 光フアイバ破断点検出装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06109584A (ja) * | 1992-01-09 | 1994-04-19 | Hikari Keisoku Gijutsu Kaihatsu Kk | 光ファイバ測定装置 |
| JP2011075521A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-14 | Yokogawa Electric Corp | 光パルス試験器 |
| JP2011106991A (ja) * | 2009-11-18 | 2011-06-02 | Yokogawa Electric Corp | 光パルス試験器 |
| US11972706B2 (en) | 2020-05-29 | 2024-04-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Image display system and image display method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2763586B2 (ja) | 1998-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Gilgen et al. | Submillimeter optical reflectometry | |
| EP2191770B1 (en) | Optical inspection device, electromagnetic wave detection method, electromagnetic wave detection device, organism observation method, microscope, endoscope, and optical tomographic image generation device | |
| CN110243493A (zh) | 基于超连续谱的布里渊光时域反射仪装置及方法 | |
| CN102128639B (zh) | 基于双激光器锁频的自发布里渊散射光时域反射仪 | |
| EP0656537B1 (en) | Photodetecting apparatus for scattering medium with phase detection | |
| KR100216595B1 (ko) | 유도 브릴루앙 산란을 이용한 레이저 선폭 측정장치 | |
| JP3094917B2 (ja) | 光ファイバ歪み測定装置 | |
| JPH01287424A (ja) | 光波形測定装置 | |
| JPH02304328A (ja) | 光ファイバ障害点探索方法および装置 | |
| US20110262150A1 (en) | High-speed pulsed homodyne detector in telecom band | |
| CN212363486U (zh) | 一种测温系统 | |
| CN110375960B (zh) | 一种基于超连续谱光源otdr的装置及方法 | |
| JP2022039684A (ja) | 光ファイバ歪測定装置及び光ファイバ歪測定方法 | |
| CN119043388A (zh) | 一种光强步进频率调制的全同弱光栅阵列解调装置和方法 | |
| CN111537069A (zh) | 一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统 | |
| JPH01276039A (ja) | 光ファイバ特性評価装置 | |
| JP4934691B2 (ja) | 分光システム | |
| CN212340434U (zh) | 一种具有分布式测温功能的太赫兹时域光谱和成像系统 | |
| EP1211499A2 (en) | Optical fiber chromatic dispersion distribution measuring apparatus and measuring method | |
| JP3439282B2 (ja) | 光信号計測装置 | |
| JPH02226035A (ja) | 光ファイバ障害点探索方法および装置 | |
| CN114993471A (zh) | 一种基于外差混频的高精度光谱测量方法和装置 | |
| CN114608631A (zh) | 一种布里渊光时域反射传感装置 | |
| JP7424360B2 (ja) | 光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法 | |
| JPH05303125A (ja) | 光強度非線形フィルタ、光変換中継器、光信号用プリアンプ及び光強度変化測定器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |