JPH04223230A - 光パワーメーター及びそれを用いた光部品製造装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は光パワーメーター及び
その光パワーメーターを用いて構成される光部品製造装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光パワーメーターでは通常図１に
示すように、入射した光のパワーに対応する電流信号を
生じるフォトダイオードなどの光検出素子１と、電流電
圧変換回路２と、増幅回路３と、信号処理回路４と、Ａ
／Ｄコンバータ５とにより構成される一つの系で、光パ
ワーの測定を行っており、制御回路６によって電流電圧
変換回路２あるいは及び増幅回路３を制御増幅率等を切
り換えることによりレンジ切換を行い、広い範囲の光パ
ワーを測定し、表示器７で表示するとともにそのデータ
を出力するようにしている。

【０００３】ここで、光検出素子１はフォトダイオード
などの入射した光パワーに比例した電流出力を生じるも
のである。電流電圧変換回路２はその出力電流を電圧に
変換するものであって、Ｉを入力電流、Ｅを出力電流と
したとき、Ｅ＝ｋＩの変換を行う。なお、ｋは変換係数
である。この変換係数ｋを変更することによりレンジの
切換が行われる。増幅回路３は電圧増幅を行うもので、
その増幅率を切り換えればレンジ切換ができる。信号処
理回路４は雑音等の変動要因を取り除くためなどの種々
の信号処理を行うものである。Ａ／Ｄコンバータ５によ
り、信号処理回路４の出力電圧がデジタル信号に変換さ
れる。制御回路６は通常、マイクロコンピュータで構成
され、Ａ／Ｄコンバータ５からの信号を読み取ってレン
ジが適当かどうかを判断し、適当でなければレンジ切換
信号を発してレンジを切り換え、適当であればその信号
から相当する光パワーを算出してそのデータを出力する
とともに、表示器７で表示する。

【０００４】Ａ／Ｄコンバータ５は、そのビット数に対
応した分解能を有しており、判別できる最小電圧の差が
、フルスケール電圧に対して決まっている。そのため、
ビット数の多い、高分解能のＡ／Ｄコンバータを用いれ
ば、小さい電圧から大きい電圧まで広い範囲を細かく測
定できると考えられるが、実際には、そのようなＡ／Ｄ
コンバータは高価であるばかりでなく、Ａ／Ｄコンバー
タの入力系のダイナミックレンジを広くし且つ安定させ
ることは難しく、ノイズ等に影響され易くなって、高い
精度が得られない。

【０００５】そのため、従来では上記のようにＡ／Ｄコ
ンバータ５の入力系での増幅率を切り換えることにより
、入射光パワーの広いダイナミックレンジにおいて精度
の高い測定を実現するよう構成していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにＡ／Ｄコンバータの入力系での増幅率を切り換える
場合、その切換から出力電圧が安定するまで時間がかか
るので、入射光パワーが変動してそのような切換を行う
とき、測定データが得られるまで非常に長い時間が必要
であるという問題がある。とくに光パワーが変化すると
き、その変化に追従した測定ができないので、問題が大
きい。

【０００７】また、融着延伸型光ファイバカプラやハー
フミラーによる光分岐器などを製造する際には、その光
部品に光を入射し、出射した光を監視して延伸量の調整
や位置調整を行う必要があるが、上記のように応答性が
悪いと、刻々変化する光パワー測定ができないため、そ
の光パワーに応じてただちに調整することができず、光
部品の製造効率がきわめて悪かった。

【０００８】この発明は、上記に鑑み、入射光パワーが
大きく変動する場合でも測定時間がかからないように改
善した、広ダイナミックレンジの光パワーメーターを提
供することを目的とする。

【０００９】また、この発明は、この測定時間が短く且
つダイナミックレンジが広い光パワーメーターを使用す
ることにより光部品を容易に、効率よく製造できるよう
改善した、光部品製造装置を提供することを目的とする
。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による光パワー
メーターでは、入射光を光学的に複数に分岐する光分岐
手段と、該分岐された各光が入射してその光パワーに対
応する電気信号を生じる複数の光電気変換手段と、該電
気信号を増幅する複数の増幅手段と、それら増幅手段の
出力をデジタル信号に変換する手段とが備えられており
、デジタル信号に変換する手段の入力側の、光分岐手段
から増幅手段までの複数の系で扱う信号のレンジを、分
岐比率、あるいは増幅率を異ならせることによって、別
のものとしておけば、増幅手段の増幅率を変更せずとも
入射光パワーの測定レンジを拡大することができる。 そのため、どのように入射光パワーが変動しても、それ
に応じて増幅手段の増幅率を変更することがないため、
増幅手段が安定するまで待つ必要がなくなり、変化した
入射光パワーに直ちに追従して測定することができる。

【００１１】さらに、この発明による光部品製造装置で
は、光部品から出力される光のパワーを測定する請求項
１記載の光パワーメーターと、該光パワーメーターの出
力に応じて該光部品を調整する手段とが備えられており
、この光パワーメーターは上記のごとく広ダイナミック
レンジで即応性があるため、刻々変化する出射光のパワ
ーをただちに測定して、即座に光部品を調整することが
でき、容易且つ効率的に光部品を製造することができる
ようになる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図２はこの発明の一実施例
にかかる光パワーメーターを示すブロック図で、この図
に示すように、入射した光を複数（この実施例では４個
）に分岐する光分岐器９と、分岐された各々の光が入射
させられる複数（この実施例では４個）の光検出素子１
１〜１４と、複数（この実施例では４個）の電流電圧変
換回路２１〜２４と、複数（この実施例では４個）の増
幅回路３１〜３４と、複数（この実施例では４個）の信
号処理回路４１〜４４と、複数（この実施例では４個）
のＡ／Ｄコンバータ５１〜５４と、制御回路６と、表示
器７により構成されている。

【００１３】ここでは光ファイバにより伝搬された光の
パワーを測定するものとし、光分岐器９により４本の光
ファイバに分配した上で４個の光検出素子１１〜１４に
導く。この光分岐器９としては、たとえば図３に示すよ
うな１入力、２出力の光ファイバカプラ９１、９２、９
３を縦続接続して構成した１入力、４出力の光カプラな
どを使用することができる。光検出素子１１〜１４とし
て、ＦＣコネクタ付の受光径３００μｍ、ＩｎＧａＡｓ
３元系ＰＩＮフォトダイオードを使用している。電流電
圧変換回路２１〜２４及び増幅回路３１〜３４はオペア
ンプＩＣを使用して構成している。制御回路６としては
市販のパーソナルコンピュータを用い、Ａ／Ｄコンバー
タ５１〜５４はパーソナルコンピュータ内蔵用の１６ビ
ットの分解能のものを使用している。表示器７はＣＲＴ
表示装置を用いた。

【００１４】このように光分岐器９により光信号の段階
で４つに分岐した後、光検出素子１１〜１４、電流電圧
変換回路２１〜２４、増幅回路３１〜３４、信号処理回
路４１〜４４、Ａ／Ｄコンバータ５１〜５４によりそれ
ぞれ構成された４つの並列的な系を設けている。そして
、これらの４つの系で扱う信号のレンジをそれぞれ異な
るものとするため、たとえば、光分岐器９の段階で１：
１０：１００：１０００の分岐比とする。これにより、
光検出素子１１の系では０ｄＢｍ〜−１０ｄＢｍ、光検
出素子１２の系では−１０ｄＢｍ〜−２０ｄＢｍ、光検
出素子１３の系では−２０ｄＢｍ〜−３０ｄＢｍ、光検
出素子１４の系では−３０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍをそれ
ぞれ並列的に受け持たせることができる。

【００１５】なお、各系で扱う信号のレンジを異なるも
のとするためには、ほかに、電流電圧変換回路２１〜２
４での変換係数を１：１０：１００：１０００としたり
、増幅回路３１〜３４での増幅率を１：１０：１００：
１０００とすることなどが考えられる。

【００１６】このように４つの並列的な系でそれぞれ扱
う信号のレンジを変えているため、電流電圧変換回路２
１〜２４や増幅回路３１〜３４において増幅率を切り換
えることがなくなり、切換後安定するまでの待ち時間が
不要となって、０ｄＢｍ〜−４０ｄＢｍの範囲であれば
どのように光パワーが変動したとしてもただちに制御回
路６よりその光パワーの測定データを出力することがで
きるとともに、それを表示器７で表示することができる
。

【００１７】図４は第２の実施例を示すブロック図であ
る。この図に示す実施例では、Ａ／Ｄコンバータ５は１
個とし、４つの信号処理回路４１〜４４の各出力を切換
回路８で切り換えるようにしている。この切換器８とし
てはマルチプレクサを用いた。制御回路６でＡ／Ｄコン
バータ５の出力を読み取り、制御回路６が適当であると
判断した一つの入力についてのＡ／Ｄコンバータ５の出
力を選択する。すなわち、切換回路８を順次切り換えて
４つの信号処理回路４１〜４４の出力をそれぞれ順にＡ
／Ｄコンバータ５に送り、各々デジタル信号を得る。こ
れにより、Ａ／Ｄコンバータ５の入力がオーバーフロー
していないもののうち、最も大きなデジタル値を選択す
ることができる。制御回路６は、この選択したデジタル
値に対応する系の重み付けを用いて、そのデジタル値を
光パワーに変換するための演算を行う。

【００１８】この場合、１回の変換時間、つまり切換回
路８の切換時間＋Ａ／Ｄコンバータ５の変換時間は２５
μｓｅｃ程度とすることができるため、０ｄＢｍ〜−４
０ｄＢｍのレンジの光パワーを、表示分解能０．０１ｄ
Ｂｍで１００回／秒の測定が可能となる。すなわち、切
換回路８の切換時間とＡ／Ｄコンバータ５の変換時間は
、電流電圧変換回路２や増幅回路３の増幅率の切換後の
安定時間に比べると、桁違いに速く、応答性の点でまっ
たく問題なく切換を行うことができる。

【００１９】図５は、これら図２または図４で示した光
パワーメーターを使用した融着延伸型の光ファイバカプ
ラの製造装置を示している。この図において、２本の石
英系ガラスの光ファイバ６１、６２があらかじめ並列さ
せられ、相互に側面が接触させられた上でクランパ６３
、３４により把持され、延伸機６５でそれらクランパ６
３、３４の間が長さ方向に延伸される。このクランパ６
３、３４間において光ファイバ６１、６２が側面よりバ
ーナ６６によって加熱される。すなわち、２本の光ファ
イバ６１、６２をその側面において融着することによっ
て融着延伸型光ファイバカプラを製造する。バーナ６６
の位置はバーナ位置制御装置６７により制御される。

【００２０】このような光部品製造装置において、光の
分岐比は延伸量に依存する。そこで、光源６８を用いて
一方の光ファイバ６１の一端から光を入射し、２本の光
ファイバ６１、６２の他端から出射する光のパワーを監
視しながら延伸量を制御することが必要となる。光ファ
イバ６１、６２の他端からの出射光を、上記の図２また
は図４の光パワーメーター７１、７２で測定する。そし
て、その測定光パワーデータをコントローラ７３に送っ
て延伸機６５及びバーナ位置制御装置６７をコントロー
ルする。光パワーメーター７１、７２は上記の通り応答
性が速く、光パワーの変動に追従して測定することがで
きるため、バーナ６６の位置を最適なものとすることが
できるとともに、徐々に延伸していったときの、その時
々刻々変化する分岐比を直ちに捉えて延伸量に反映させ
ることができる。こうして、所望の分岐比となったとこ
ろで、延伸機６５を停止させ、且つバーナ６６を後退さ
せることにより、所望の分岐比の光カプラを得ることが
できる。

【００２１】たとえばハーフミラーを用いた光分岐器を
製造する場合にも、上記の本発明による光パワーメータ
ーを使用することができる。この場合、ハーフミラーを
使用した光分岐器に光源から一定の光を入力しておいて
、ハーフミラーを経て分岐された光を光パワーメーター
により監視し、その分岐比に応じてハーフミラーの位置
制御を行う。そうすると、分岐比の変化に即応してただ
ちにハーフミラーの位置を調整できるため、容易に、か
つ効率よく光分岐器を製造することができる。

【００２２】このように、融着延伸型光ファイバカプラ
を製造する製造装置だけでなく、たとえばハーフミラー
を用いた光分岐器を製造する製造装置など、他の光部品
の製造装置に適用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光パワ
ーメーターによれば、応答性の良好な、光パワーのダイ
ナミックレンジの広い測定を行うことができる。そのた
め入射光パワーが広い範囲で大きく変動したとしても、
それに時間的に遅れることなくただちに追従して測定デ
ータを得ることができる。

【００２４】また、この発明の光部品製造装置によれば
、このように応答性の良好な、且つダイナミックレンジ
の広い光パワーメーターを用いているため、所望の特性
の光部品を容易にかつ効率よく製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来例のブロック図。

【図２】この発明による光パワーメーターの第１の実施
例のブロック図。

【図３】光分岐器の具体例のブロック図。

【図４】この発明による光パワーメーターの第２の実施
例のブロック図。

【図５】この発明による光部品製造装置の実施例のブロ
ック図。

【符号の説明】

１　　　　　　　　　　　　　　　　光検出素子２　　
　　　　　　　　　　　　　　電流電圧変換回路３、３
１〜３４　　　　増幅回路 ４、４１〜４４　　　　信号処理回路 ５、５１〜５５　　　　Ａ／Ｄコンバータ６　　　　　
　　　　　　　　　　　制御回路７　　　　　　　　　
　　　　　　　表示器８　　　　　　　　　　　　　　
　　切換回路９　　　　　　　　　　　　　　　　光分
岐器６１、６２　　　　　　　　光ファイバ６３、３４
　　　　　　　　クランパ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入射光を光学的に複数に分岐する光分
   岐手段と、該分岐された各光が入射してその光パワーに
   対応する電気信号を生じる複数の光電気変換手段と、該
   電気信号を増幅する複数の増幅手段と、それら増幅手段
   の出力をデジタル信号に変換する手段とを備えることを
   特徴とする光パワーメーター。
2. 【請求項２】　　光部品から出力される光のパワーを測
   定する請求項１記載の光パワーメーターと、該光パワー
   メーターの出力に応じて該光部品を調整する手段とを備
   えることを特徴とする光部品製造装置。