JPS61108929A - 光パワ−の測定方法 - 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】 （発明の技術分野） 本発明は、光源からの光をバンドルファイバを用いて伝
送してそのパワーを測定する方法に関する。

（発明の技術的背景） 光源からの光パワーを測定する場合には１通常、バンド
ルファイバが用いられているが、レーザダイオード等の
光源から出力される光Ａは、第５図に示すように、中央
に一つのピーク値を有するエネルギー分布になっている
（図中、χ軸は光源の中心からの距離、ｙ軸はエネルギ
ー強度を示す）。しかるに、このような光源からの出力
光Ａをバンドルファイバ１により伝送すると、バンドル
ファイバｌから出射された出力光Ｂはエネルギーが不均
一に分布し、エネルギー分布状態が変化してしまう。

また、光源に対してバンドルファイバｌを回転させて光
結合位置を変化させ若しくは光源固定用の治具の精度の
ばらつきにより光源に対するバンドルファイバ１の光結
合位置が変化すると、バンドルファイバｌから出射され
る出射光のエネルギー分布パターンはその都度大きく変
化してしまう。従って、バンドルファイバｌからの出射
光の一部のみ受光するだけでは正確に光源からの光のパ
ワーを測定することができない。

そこで、従来は、第６図に示すように、バンドルファイ
バｌの出射端面に、該出射端面よりも十分に大きな受光
面を有する受光素子２をでき得る限り近接させて配し、
バンドルファイバｌからの出射光を全て受光素子２にて
受光し、これにより光源からの光のパワーを測定するこ
とが行われていた。

（背景技術の問題点） しかし、このように、受光面の大きな受光素子２を用い
ると、該素子ｚ自体が高価である上に受光素子２固定用
の治具を大きくする必要が生じるので、非常に不経済で
ある。

（発明の目的） 本発明の目的は、バンドルファイバからの出射光パワー
を受光面の大きな受光素子を用いることなく正確に測定
することができる方法を提供することにある。

（発明の概要） 本発明は、ハンドルファイバの出射端面に光学系ロッド
材を接続し、バンドルファイバからの出射光をこのロッ
ド材によりエネルギー分布を均一にして出射するように
したことを特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第３図には本発明方法に係るバンドルファイ／く１が示
されている。このバンドルファイ／へ１は、外径５０Ｊ
Ｌ１１の多成分系光フアイバ心線を５０００本束ねて製
作され、約４ｍｍの外径を有してｌ、Ｘる。このバンド
ルファイバ１の出射端側にはステンレス製のホルダー３
が設けられている。このホルダー３の一端側には、第１
図に示すように、／＜ンドルファイバｌの出射端側か、
フェルール１１を取付けられて同軸的に挿入されている
。そして、このホルダー３には、その中心軸上に同軸的
に石英系ガラスロッド４が収納され、このガラスロッド
４は、ホルダー３内でフッ素樹脂製のＶパツキン５及び
締付ナツト６により固定され、／ヘンドルファイバ１の
出射端面に光学系接着剤を介して固着されてい−る。

ガラスロッド４の出射側端面には、第３図番こ示すよう
に、冶具７に固定されている受光素子８カ（光結合され
ている。また、バンドルファイノ（１の入射端面には、
治具９に固定されているレーザダイオード１０が光結合
されている。

次に、本発明に係る測定方法について説明する。

レーザダイオード１０から中央にピーク値を有するエネ
ルギー分布の光Ａ、（第５図参照）が出力されると、こ
の出力光Ａはバンドルファイバｌに入射されて該バンド
ルファイバｌにより伝送される。従って、バンドルファ
イバ１の出射端側においては、出力光Ｂのエネルギーは
不均一に分散（第５図参照）する、そして、本発明方法
では、バンドルファイバｌの出射端面にガラスロッド４
を接続したので、エネルギー分布の不均一な出力光Ｂは
このガラスロッド４に入射される。

ところで、ガラスロッド４は、屈折率が一様である。従
って、第２図に示すように、エネルギー分布の不均一な
出力光Ｂはこのガラスロッド４への入射でモード変換に
よりピークが拡散するだけでなく、モード拡散によりエ
ネルギー分布が平均化するので、このガラスロッド４か
らは、単位面積当たりのエネルギー分布が均一な出力光
Ｃが出射される（図中、χ軸は光源の中心からの距離、
ｙ軸は°エネルギー強度を示す）。よって、バンドルフ
ァイバ１を回転させ若しくは用いるべき冶具９の精度の
ばらつきによりレーザダイオード１０に対してバンドル
ファイバ１の光結合位置が変化し、出射光のエネルギー
分布がその都度変化する場合でもガラスロッドからは単
位面積当たりのエネルギー分布が均一な出力光が出射さ
れる。そして、このように、エネルギー分布の均一な出
力光が得られる場合には、受光素子８として受光面の小
さな安価なフォトトランジスタ等を用いるだけで出射光
パワーを正確に測定することができ、又受光素子８を固
定するための治具７を大きくする必要もなくなる。

上記実施例において、石英製ガラスロッド４に代えて、
例えば、透明プラスチック材より成るロッド材を用いる
こともできる。

尚、本発明方法は、長尺のバンドルファイバを用いるこ
とによりバンドルファイバを恒温槽内に配する加速劣化
試験に利用することができ、又／曳ンドルファイバを分
岐して各分岐部に受光素子を光結合し、これら受光素子
の光電変換効率を比較する光電変換効率比較試験にも利
用することができる。

実験例１ 外径５０ｇｍの多成分系光フアイバ心線を５゜００本束
ね、約４Ｈの外径に仕上げたバンドルファイバを４本用
意すると共に五つの治具及び一つのレーザダイオードを
用意した。そして、各バンドルファイバの出射端面に、
第１図に示すように、石英製のガラスロッドを接続した
上で、それぞれのバンドルファイバの入射端面に一つの
レーザダイオードを五つの治具を交換する毎に光結合し
、レーザダイオードからの出力光パワーを治具交換毎に
測定した。

次に、一つの治具を選定してこの治具にレーザダイオー
ドを固定した上で、該治具に各バンドルファイバの入射
端を五回抜き差ししつつ光結合し、各バンドルファイバ
を五回抜き差しする毎のレーザダイオードからの出力光
パワーを測定した。

以上の実験ではレーザダイオードの出力を５ｍＷ、ｌＯ
ｍＷの二段階に変化させた。

比較のために、上記各バンドルファイバにガラスロッド
を接続せずに、五つの治具を交換する毎及び各バンドル
ファイバを一つの治具に五回抜き差しする毎のレーザダ
イオードの出力光パワーを測定した。

この測定結果を下記表に示す、尚、この表では、各バン
ドルファイバはＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄにそれぞれ対応し、又測
定パワーは、出力光パワーの平均値に対して最も差の大
きなパワー値と平均値との差を平均値により割った値で
示されている。

表 この表から明らかなように、バンドルファイバにガラス
ロッドを接続すると、冶具の精度にばらつきが存在し、
又治具とバンドルファイバとの光結合関係が変化し、レ
ーザダイオードからの出射光のエネルギー分布が測定毎
に変化してもガラスロッドから出射される時点では出射
光のエネルギー分布は均一化されていることが判る。従
って、出射光パワーを正確に測定することができる。

実験例２ 実験例１と同一構造のバンドルファイバを用意し、バン
ドルファイバの出射端面にガラスロッドを接続すると共
に、バンドルファイバの入射端面にレーザダイオードを
治具により光結合し、バンドルファイバを９０°、１８
０６及び２７０°回転する毎にレーザダイオードの出力
を５ｍＷから２０ｍＷまで変化させ、ガラスロッドから
の出力光パワーを受光素子であるフォトトランジスタの
出力として測定した。

比較のために、バンドルファイバからガラスロッドを除
去し、上記したと同様にバンドルファイバを回転し、該
バンドルファイバからの出射光パワーをフォトトランジ
スタの出力として測定した。

この測定結果を第４図に示す、この第４図において、破
線はバンドルファイバにガラスロッドを接続した場合の
フォトトランジスタ出力を示し。

実線はバンドルファイバのみの場合のフォトトランジス
タ出力を示している。この第４図から明らかなように、
バンドルファイバのみの場合には９０″回転時の出射光
パワーの最大値と２７００回転時の出射光パワーの最大
値との間には約６０％の差がある。これに対して、ガラ
スロッドを接続した場合には２７０’回転時の出射光パ
ワーの最大値と９０°　（１８０°）回転時の出射光パ
ワーの最大値との間には１０％以下の差が生じるだけで
ある。従って、バンドルファイバとレーザダイオードと
の光結合位置がバンドルファイバの回転で変化し、レー
ザダイオードからの出射光のエネルギー分布が変化して
もガラスロッドから出力される時点では出射光のエネル
ギー分布は均一化されていることが判る。

（発明の効果） 本発明によれば、バンドルファイバの出射端面に石英製
ガラスロッドの如き光学系ロッド材を接続したことで、
光源からの光エネルギーがバンドルファイバ内の伝播に
より不均一に分布し若しくは治具の精度のばらつきやバ
ンドルファイバの回転で光エネルギー分布が不規則に変
化しても該光を光学系ロッド材によりエネルギー分布を
均一化して出射することができる。従って、受光面の大
きな受光素子を用いることなく光源からの光パワーを正
確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係るバンドルファイバとガラスロ
ッドとの接続構造を示す断面図、第２図はガラスロッド
中の光エネルギー分布変化を示す正面図、第３図は本発
明方法に係る測定系を示す図、１ｓ４図はバンドルファ
イバ回転時のフォトトランジスタ出力とレーザダイオー
ド出力との関係を示す特性図、第５図はバンドルファイ
バからの出射光のエネルギー分布を説明するための図、
第６図は従来の測定系を示す図である。 １−−−一−−−−−バンドルファイバ、２．８−−−
−−−一受光素子、 ４−−−−−−−−−ガラスロッド、 （他１名） 第１図 Ｉ 第２図 第３図 第４図 レーザダイオード゛土灼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光源からの光をバンドルファイバにて伝送し、該バンド
   ルファイバより出射される出射光を受光して光パワーを
   測定する方法であって、前記バンドルファイバの出射端
   面に光学系ロッド材を接続し、該光学系ロッド材を介し
   て前記出射光を受光することを特徴とする光パワーの測
   定方法。