JPS61155935A

JPS61155935A - 光フアイバの特性測定方法およびその装置

Info

Publication number: JPS61155935A
Application number: JP28077784A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ide; 井出　貴史
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1984-12-28
Filing date: 1984-12-28
Publication date: 1986-07-15
Also published as: JPH0354773B2

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】（イ）発明の属する技術分野本発明は光ファイバの各種伝送特性の自動測定方法およ
びその装置に関する。−例としてマルチセードファイバ
の測定について述べると、測定すべき項目として損失、
帯域、構造等があるが、本発明は損失を帯域等光ファイ
バの一方の端へ入射した光と他方の端より出射された光
との関係を計測する必要のある測定項目の自動測定方法
および装置に関するものである。

（ロ）従来技術とその問題点光ファイバの評価に必要な測定項目としてはファイバの
外径、コア径やその非円率などの幾何学的構造、また屈
折率分布などのファイバパラメータ、さらに光損失、伝
送帯域などで代表される伝送特性がある。この中で特に
光損失と伝送帯域は伝送路を設計する上で重要である。

ここで、光損失については被測定光７アイバ中を伝搬す
る光の減衰量を直接測定する透過法や、ファイバ中で発
生するレイリー後方散乱光の減衰量を測定する後方散乱
法、また伝送帯域については周波数領域における測定や
時間領域における測定が代表的であるが、いずれの場合
も測定にあたっては被測定光ファイバ端と、測定器側の
光源からの光を伝える出射口および光検出器への光を伝
える入射口との接続を行わなくてはならない。第８図は
従来の技術になる透過光検出装置の典型的な一例である
。

被測定光ファイバ３１はその端部３１αが光源３２また
は光検出器３３とつながる光ファイバ３６と接続部３５
において接続される。光ファイバ３４は光源３２とつな
がる光ファイバ３６の間に挿入接続されており、伝搬モ
ードの調節（たとえば定常モード励振を得ること）のた
めに用いられる。

しかしながら上記従来の装置においては１回、すなわち
１項目の測定が終るごとに被測定光ファイバをとりかえ
、接続をやり直さなくてはならない。ここで光ファイバ
どうしの接続は高精度の接続を要するので、測定のたび
に非常に手間がかかるという問題があった。

（ハ）発明の目的本発明は上記従来の事情に鑑みなされたものであって、
被測定光ファイバを一回測定装置上にセットするだけで
多項目の測定を順次高精度かつ能率的に行うことを可能
とさせる光ファイバの特性測定方法およびその装置を提
供することを目的とする。

に）発明の構成本発明は被測定光ファイバの両端部が概ね平行にキャリ
ヤ上にセットされるセットステージと、光学測定系入出
射口が概ね平行に配置された複数の測定ステーミー°゛
とを設け、被測定光ファイバをセットした前記キャリヤ
は前記セットステージから前記測定ステージへ順次移動
され、前記各測定ステージにて被測定光ファイバの両端
と前記光学測定系入出射口とが位置合せされ、光学的に
被測定光ファイバの特性を測定する方法および装置にお
いて、前記測定ステージの光学測定系入出射口を光の入
出射方向に直角な方向に移動可能な手段を介して光の入
出射方向に移動可能な手段上に載置し、被測定光ファイ
バの両端と前記光の入出射口との位置合せが必要に応じ
て、前記七ノドステージにて被測定光ファイバ両端部先
端の前記キャリヤの基準位直圧対する軸方向位置を光学
的に自動検出し、前記各測定ステージにて前記光の入出
射口と前記キャリヤの基準位置との被測定光ファイバ軸
方向距離を自動検出して、これにより前記光の入出射方
向に移動可能な手段により被測定光ファイバ両端部先端
と前記光の入出射口との軸方向距離を所定の値に自動調
節し、さらに前記光の入出射方向と直角な゛方向に移動
可能な手段により被測定光ファイバの両端と前記光の入
出射口とを光学的に自動軸心合せすることを特徴とする
。

（ホ）発明の作用上記構成によれば、セントステージに℃被測定光ファイ
バ両端部をキャリヤ上にいったんセットすれば、以後複
数の測定ステージにて被測定光ファイバの両端面と光学
測定県入出射端との軸方向および軸心位置合せが光学的
かつ自動的に行れることになる。

（へ）発明の実施例第１図罠本発明方法を実施するための装置の概要図を示
す。本発明においては、被測定光ファイバ１０〜１０ｄ
、はその両端部１〜１ｄをキャリヤ１１〜１１ｄ−上に
被測定光ファイバホルダ７〜７ｄを介してセットステー
ジＡＫてセットされ、次に矢印１２の方向に送られ測定
ステージＢ、Ｃ，Ｄ。

Ｅへと移動される。各測定ステージにおいては一対の移
動台１３α、１３０′〜１３　ＬＬｔ　１３　ｄ’上に
載置されたファイバホルダ８α、８α′〜Ｆ３ｒｔ、Ｂ
ｄ’上にそれぞれ光検出器３α〜３Ｃｔ、光源２α〜２
ｄに接続された測定側光ファイバ６α、６α′〜５ｃｊ
　、　６ｇ’がセットされている。このような測定装置
において、キャリヤ上に載置された被測定光ファイバを
順次ステージＡ−＋Ｂ−＋Ｃ−ｐ　Ｄ→Ｅと送り、被測
定光ファイバと測定器側光ファイバとが同軸に整列する
ようキャリヤ１１〜ｌｉｄを位置決めすれば、光源・測
定側光ファイバ・被測定光ファイバ・測定器側光ファイ
バ・光検出器とが一連に接続されることになり、もって
被測定光ファイバの特性測定を行うことができる。しか
しながら光ファイバの特性測定においては光ファイバの
接続の精度が極めて重要である。すなわち、光ファイバ
どうしの接続に際し、被測定光ファイバへ入射される光
のモードおよび出射されるモードは接続部において保た
れなくてはならない。たとえば第８図の従来技術の説明
でふれたように、光ファイバ３６には定常モード励振を
得るための光ファイバ３４が挿入されるが、本発明の方
法における光ファイバ接続部においても定常モード励振
された光が被測定光ファイバに入射しなくてはならない
。ここでグレーデッドインデックスファイバの例をとる
ならば、励振モードを維持しながら光ファイバの接続を
行うにはその端面どうじの間隔は１０〜１５μｍ以内で
、しかも軸すれが１μｍ以内であることが望ましい。

以下、本発明の方法における光ファイバ先端どうしの位
置合せについて説明する。まず光ファイバ端面どうじの
間隔については前述したような高精度を要する。ここで
キャリヤ１１〜ｌｉｄ上にセットされた光ファイバ両端
１〜１ｄはキャリヤと共に各測定ステージＢ−Ｅに移動
され、位置決めされるが、この各ステージにおける被測
定光ファイバ両端１〜１ｔＬの位置精度はセットステー
ジＡでの光ファイバセットおよび各測定ステージでのキ
ャリヤの位置決め精度によって決まる。しかしながら、
これら両者の許容誤差は前記したように１０〜１５μｍ
以下の端面間隔を得るために、それぞれ数μｍ以下しか
許されない。これを解決すべく本発明においては、まず
セットステージＡにおいて被測定光ファイバ端部１の先
端のキャリヤ１１０基準位置に対する光学的位置検出を
行う。光学的検出は非接触であるので測定精度を高くす
ることができ、しかも光ファイバを清浄に保つうえで有
効である。これには−例として次のような方法が用いら
れる。第２図に検出方法の概念を示す。

１は被測定光ファイバ端部、２０はフォトダイオード、
２１は被測定光ファイバ端部１の像をフォトダイオード
２０上に結ぶためのレンズ系、２２は透過照明光、２３
は照明のためのレンズ系である。以上が被測定光ファイ
バ先端位置検出装置１４を構成する。（第１図セットス
テージＡ参照）この検出装置１４はキャリヤ１１の基準
位置に対し所定の位置に配置されている。またフォトダ
イオード２０には第３図に示すような微小なフォトダイ
オードの列を用いる。ここで、たとえば微小なフォトダ
イオードの間隔２４を２５μｍとし、レンズ系２１０倍
率を４０倍とするなら、第２図中で照明系２２．２３よ
り適当な照明光を得て像の明暗を検出すれば２５μｍ÷
４０中０．６μｍの精度で被測定光ファイバ端１先端面
のキャリヤ１１０基準位置に対する相対位置を検出する
ことができる。

このダイオードには紀４図のように複数の列が並んだも
のを使用しても良い。また、さらに被測定光ファイバの
先端面位置を正確に検出するためには、この検出器を被
測定光ファイバ端に垂直な面上を移動させて光ファイバ
端の位置をスキャンしても良い。第５図はその概念図で
ある。ダイオードの列が検出すべき測定対象面を２５か
ら２５α乃至２５にの位置まで矢印２６の方向に動かし
てゆけば、被測定光ファイバの先端面の位置を各測定対
象面ごとに正確に把握し、端が欠けている場合、斜めに
なっている場合等端面の状態を知ることができると共に
被測定光ファイバの軸に垂直または水平位置に多少誤差
があってもスキャンする範囲が広いため確実に検出を行
うことかできる。第５図に示したスキャンニングの代り
に第４図に示したような複数の列をもったフォトダイオ
ードを用いても同様の検出が行える。また検出した値は
適当な時間的あるいは幾何学的な計算処理をもって検出
値を安定化することもできる。上記においては照明系、
検出系にレンズ系を用いる例を示したが、レンズ系の代
りに口径の小さい光ファイバやあるいは光ファイバの束
などを用いることも考えられ、検出すべき精度に応じて
選択できる。以上のようにして検出された被測定光ファ
イバ端１先端面のキャリヤ１１の基準位置に対する位置
に対して、本発明においては各測定ステージＢ　−Ｆｉ
上で測定器側光ファイバ６α、６ａ、′〜６ｄ、Ｂ’と
上記被測定光ファイバ端部１〜１ｄとの位置合せを行う
。このために、測定器側光ファイバのホルダ８α、８α
′〜３ｄ、８ｃＺ’を載置した移動台１３α、１３α′
〜１３ｃＬ、ｉ３ｃ！’を第１図の矢印１５の方向すな
わち光の出射および入射方向に被測定光ファイバ先端と
測定器側光ファイバ先端との検出距離に応じて所定の間
隔を得るべく自動的に動かす。たとえば第６図に示すよ
うに被測定光ファイバ先端の位置がキャリヤ１１上の基
準位置から１１であることをセットステージＡにて検出
していたとすると、測定ステージ上で測定器側光ファイ
バ６先端とキャリヤ１１上の基準位［１６との間隔４ｚ
を求めることができればｌＺと１１との差が測定に必要
な間隔となるように移動台１３を移動させれば良いこと
になる。

なお複数のキャリヤを直線的に動かし、て位置決めを行
うとき被測定光ファイバおよび測定側光ファイバの接触
が問題となる場合があるが、上記例によればキャリヤ１
１〜１１ｃｔの移動時に測定側光７フイバ６ａ　、　６
ａ’〜６ｄ、　、　６ｃｔ’を移動台１３ｃＬ、１３ｚ
’〜１３Ｊ１％’を移動させることにより被測定光ファ
イバ端１〜１ｄかも見て後退させることができるので光
ファイバどうしの接触は容易に回避できる。また光ファ
イバの接続時には屈折率整合剤いわゆるマツチングオイ
ルが一般に塗布されるが、光ファイバ端の位置検出はマ
ツチングオイル塗布前に行れるのでマツチングオイルに
よって検出精度が悪化したりあるいは不可能となる恐れ
はない。

以上の例において、移動台１３を直接光ファイバの軸方
向へ移動したが、動作を確実にするためキャリヤ上の基
準面と測光器側光ファイバ６の先端との間隔ｌｚを自動
測定した後にこの移動を行うとよい。各測定ステージに
てこの１２の値を求めるには、たとえば第７図に示すよ
うに移動台１３上にセンサー１７を設け、移動台１３を
動かしてこれによりキャリヤ１１上のある基準位置を検
出するとよい。ここで測定側光ファイバ６の先端位置は
移動台１３に対し最初から一定の位置となるようセット
されているのでセンサー１７がキャリヤ１１の基準位置
と移動台１３との距離を検出すれば上述のｌｚは自と求
められることになる。

このような本発明による位置決め方法によれば、各測定
ステージ上で被測定光ファイバと測定側光ファイバとの
軸方向位置決めが自動的に行えるためセットステージＡ
から測定ステージＢ−Ｅへ移動したキャリヤの位置決め
精度の影響を直接受けないという利点が得られる。

なお複数のキャリヤを直線的に動がして位置決めを行う
とき被測定光ファイバおよび測定１１１１光ファイバの
接触が問題となる場合があるが、上記例によればキャリ
ヤ１１〜１１ｄの移動時に測定側光ファイバ（、ａ　、
　６ａ’、、　６ｄ　、　５ｄ’を移動台１３１Ｚ　、
　１３α’〜１３ｃＬ、１３ｄ’を移動させることによ
り被測定光ファイバ端１〜ｌｄから見て後退させること
ができるので光ファイバどうしの接触は容易に回避でき
ろ。また光ファイバの接続時には屈折率整合剤いわゆる
マツチングオイルが一般に塗布されるが、光ファイバ端
の位置検出はマツチングオイル塗布前に行れるのでマツ
チングオイルによって検出精度が悪化したりあるいは不
可能となる恐れはない。

次に被測定光ファイバと測定器側光フイイバとの軸心合
せについて説明する。本発明においては光検出器３α〜
３ｄが検出する光パワーが最大となるように測定器側の
ファイバホルダ８α、８α′〜８ｄ、８ｄ′をそれぞれ
測定器側光ファイバ６α、６α′〜６　ｃｔｔ　６　”
の軸に直角な方向、すなわち光の入出射方向に垂直な方
向に動かして調整を行う。これにはファイバホルダ８α
、８α′〜Ｂｃｔ、Ｂｃｔ’を上記光ファイバの軸に直
角な面内で２方向に徐々に位置変化を与え、光パワーを
モニターして光パワーのピークを自動的に求めさせれば
良いが、この方法はシングルモード光ファイバの融着接
続等において行れており公知の方法である。本発明にお
いては、この軸心合せは被測定光ファイバと測定器側光
ファイバとの軸方向位置決めの後に行うとよい。

これは、前述のように軸方向の間隔が微小に位置決めさ
れているので、軸ずれ量の変化に対する光検出器におけ
る検出光パワーの変化が大きくなり、したがって軸心合
せの精度、高速性や確実性を向上させることができるた
めである。

以上の実施例においては光源からの光の出射口および光
検出器への光の入射口に光ファイバを用いる例を示した
が、光ファイバの代りにレンズ系を用いることも可能で
ある。なお、上記の他に出射光の幅の広い光源を用いて
直接出射させたり、あるいは検出器に直接入射させるこ
とも考えられる。ただし、このような直接入出射の場合
は位置決め精度はきびしくないので上記実施例で説明し
たような精密位置合せは不要である。

上記説明においては被測定光ファイバをセントするステ
ージと被測定光ファイバ先端面の軸方向位置の検出を同
一のステージＡで行う例を示したが、測定を行う前であ
れば別々のステージで行ってもかまわず、また何回、何
箇所で行っても良い。

以上のようにセットステージを測定ステージと分離する
ことにより被測定光ファイバをセットしている間にも測
定を行うことができるため測定作業能率が向上させられ
る。

（ト）発明の効果以上のように本発明圧よれば、セントステージにて被測
定光ファイバ両端部をキャリヤ上にいったんセットすれ
ば、以後複数の測定ステージにて被測定光ファイバの両
端面と光学測定系入出射口との軸方向および軸心位置合
せが光学的かつ自動的に行れることになる。これにより
被測定光ファイバの多項目の測定を人手を要することな
く順次高精度かつ能率的に行なうことが可能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光ファイバ特性測定装置の全体概
要を示す上面図・第２図はセットステージにおける被測定光ファイバ先端
位置の検出装置の概念図、第３図および第４図は第２図のフォトダイオードの具体
的な配置例を示す概念図、第５図は被測定光ファイバ先端位置の精密検出方法を示
す概念図、第Ｃ図および第７図は被測定光ファイバと測定器側光フ
ァイバの先端どうしの軸方向間隔を測定する方法を示す
概念図、第８図は従来の光ファイバ特性測定装置の全体概要を示
す上面図。１〜１ｄ・・・被測定光ファイバ両端部２α〜２ｄ・・
・光源　　　３α〜３ｃＬ・・・光検出器６α′−６ｄ
′・・・光源からの光の出射口６α〜６ｄ・・・光検出
器への光の入射口８α、８α′〜８ｄ、３ｄ’・・・光
の入出射方向と直角な方向に移動可能な手段１０〜１０ｄ・・・被測定光ファイバ１１〜ｌｌｊ・・・キャリヤ１３ｔＺ　、　１３ｃＬ／　〜１３ｇ　、　１３ｄ’−
・・光の入出射方向に移動可能な手段第　２　　図　　　ｃ＝＝ｉ２’フィトタイオード０２
１し′／ズ、工。品エエ（ブ２３Ｍｚ＊’ 宇２２剛叱第３図第４図ロロロロロロロロロロロロロロロロロロロロロロロロ口ロロロロロ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測定光ファイバの両端部が概ね平行にキャリヤ
上にセットされるセットステージと、光学測定系入出射
口が概ね平行に配置された複数の測定ステージとを設け
、被測定光ファイバをセットした前記キャリヤは前記セ
ットステージから前記測定ステージへ順次移動され、前
記各測定ステージにて被測定光ファイバの両端と前記光
学測定系入出射口とが位置合せされ、光学的に被測定光
ファイバの特性を測定する方法において、前記測定ステ
ージの光学測定系入出射口を光の入出射方向に直角な方
向に移動可能な手段を介して光の入出射方向に移動可能
な手段上に載置し、被測定光ファイバの両端と前記光の
入出射口との位置合せが、前記セットステージにて被測
定光ファイバ両端部先端の前記キャリヤの基準位置に対
する軸方向位置を光学的に自動検出し、前記各測定ステ
ージにて前記光の入出射方向に移動可能な手段により被
測定光ファイバ両端部先端と前記光の入出射口との軸方
向距離を所定の値に自動調節し、さらに前記光の入出射
方向と直角な方向に移動可能な手段により被測定光ファ
イバの両端と前記光の入出射口とを光学的に自動軸心合
せすることを特徴とする光ファイバの特性測定方法。
（２）前記セットステージにおける被測定光ファイバ両
端部先端の前記キャリヤ基準位置に対する軸方向位置を
光学的に自動検出する方法がフォトダイオードを使用す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光フ
ァイバ特性測定方法。
（３）前記光の入出射口と前記キャリヤの基準位置との
被測定光ファイバ軸方向距離を自動検出することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の光ファイバ特性測
定方法。
（４）前記各測定ステージにて前記光の入出射口と前記
キャリヤの基準位置との軸方向距離の自動検出が前記そ
の入出射方向に移動可能な手段上に取付けられたセンサ
ーにより行れることを特徴とする特許請求の範囲第３項
に記載の光ファイバの特性測定方法。
（５）前記光の入出射方向に移動可能な手段が移動台で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光
ファイバの特性測定方法。
（６）前記光学測定系入出射口がそれぞれ測定器側光フ
ァイバからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載の光ファイバの特性測定方法。
（７）前記光学的測定系入出射口がそれぞれレンズ系か
らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
光ファイバの特性測定方法。
（８）前記光の入出射方向と直角方向に移動可能な手段
がファイバホルダであることを特徴とする特許請求の範
囲第６項に記載の光ファイバの特性測定方法。
（９）前記被測定光ファイバの両端と前記光の入出射口
との位置合せが前記軸方向距離の調節に続いて軸心合せ
をすることにより行れることを特徴とする特許請求の範
囲第６項に記載の光ファイバの特性測定方法。
（１０）前記被測定光ファイバの両端と前記光の入出射
口との光学的自動軸心合せが、前記光学測定系の作用に
より被測定光ファイバに光を通過させて、その検出され
る光パワーが最大となるように前記ファイバホルダを前
記光の入出射方向と直角な方向に移動させることにより
行れることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載の
光ファイバの特性測定方法。
（１１）前記光学的測定系入出射口を載置するための光
の入出射方向に移動可能な手段およびその上に配置され
た光の入出射方向と直角方向に移動可能な手段がそれぞ
れ前記光の入出射口を別々に載置するよう一対の組合せ
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の光ファイバの特性測定方法。
（１２）被測定光ファイバの両端部を概ね平行にキャリ
ヤ上にセットするセットステージと、前記セットステー
ジから移動された前記キャリヤに載置された被測定光フ
ァイバの特性を測定するための複数の測定ステージであ
つて各々光学測定系入出射口を概ね平行に配置されて有
する複数の測定ステージとを備えた光ファイバ特性測定
装置において、被測定光ファイバ両端部先端と前記光学
測定系入出射口とを軸方向および軸心位置合せさせるべ
く前記光学測定系入出射口が光の入出射方向に直角な方
向に移動可能な手段を介して光の入出射方向に移動可能
な手段上に載置されており、前記セットステージが被測
定光ファイバの両端部先端の前記キャリヤの基準位置に
対する軸方向位置自動検出手段を備えていることを特徴
とする光ファイバの特性測定装置。
（１３）前記セットステージにおける被測定光ファイバ
両端部先端の前記キャリヤの基準位置に対する軸方向位
置自動検出手段がフォトダイオードを使用することを特
徴とする特許請求の範囲第１２項に記載の光ファイバ特
性測定装置。
（１４）前記光の入出射方向に移動可能な手段が前記キ
ャリヤが前記各測定ステージにあるときに前記光の入出
射口と前記キャリヤの基準位置との軸方向距離を自動検
出するための手段を備えていることを特徴とする特許請
求の範囲第１２項に記載の光ファイバの特性測定装置。
（１５）前記測定ステージにて前記光の入出射口と前記
キャリヤの基準位置との軸方向距離を自動検出する手段
が前記光の入出射方向に移動可能な手段上に設けられた
センサーであることを特徴とする特許請求の範囲第１４
項に記載の光ファイバ特性測定装置。
（１６）前記光学測定系入出射口がそれぞれ測定器側光
ファイバからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
２項に記載の光ファイバ特性測定装置。
（１７）前記光源からの光の入出射口がそれぞれレンズ
系からなることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に
記載の光ファイバ特性測定装置。
（１８）前記光の入出射方向に移動可能な手段が移動台
であり、前記光の入出射方向に直角な方向に移動可能な
手段がファイバホルダであることを特徴とする特許請求
の範囲第１６項に記載の光ファイバ特性測定装置。
（１９）前記ファイバホルダが前記光学測定系の作用に
より被測定光ファイバに光を通過させて、その検出され
る光パワーが最大となる点を求めて移動されることを特
徴とする特許請求の範囲第１８項に記載の光ファイバ特
性測定装置。
（２０）前記光学測定系入出射口を載置するための光の
入出射方向に移動可能な手段およびその上に配置された
光の入出射方向と直角な方向に移動可能な手段がそれぞ
れ前記光の入出射口を別々に載置するよう一対の組合せ
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１２項に記
載の光ファイバ特性測定装置。