(57)【要約】【課題】既に光設備の中に使われている接続物品や今後使用予定の既存の接続物品を用いた光ファイバ接続部に対しても適用可能な、接続状態の良否判定技術を提供すること。【解決手段】正常接続された光ファイバ接続部１０の反射減衰量は温度に対して緩やかに変化してピークを１つ有し、大きな端面間隙がある光ファイバ接続部１０の反射減衰量は温度に対して周期的に変化してピークを複数有し、カット不良端面が使用された光ファイバ接続部１０の反射減衰量は温度に対して変化しないという特徴に着目し、温度可変部２１により良否判定対象の光ファイバ接続部１０の温度を変化させながら、反射減衰量測定部２２によりその反射減衰量の推移を測定し、解析部２３により測定された反射減衰量の推移に基づいて正常接続か異常接続かを判定する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の光ファイバをその端面間に屈折率整合材を介して突合せ接続してなる光ファイバ接続部の良否を判定する方法であって、
前記光ファイバ接続部の温度を変化させて前記屈折率整合材の屈折率を変化させる第一の工程と、
前記屈折率整合材の屈折率の温度変化に伴う反射減衰量の推移を測定する第二の工程と、
正常接続と異常接続とで前記温度変化に伴う反射減衰量の推移が異なることを利用して良否判定を行なう第三の工程とを少なくとも含む
ことを特徴とする光ファイバ接続部の良否判定方法。
【請求項２】
前記温度変化に伴う反射減衰量の推移のピークが１つであれば正常接続、ピークが複数であれば端面間の間隙が大きいことによる異常接続、ピークがなければカット不良による異常接続と判定する第三の工程を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ接続部の良否判定方法。
【請求項３】
１対の光ファイバをその端面間に屈折率整合材を介して突合せ接続してなる光ファイバ接続部の良否を判定する装置であって、
前記光ファイバ接続部の温度を変化させて前記屈折率整合材の屈折率を変化させる温度可変部と、
前記屈折率整合材の屈折率の温度変化に伴う反射減衰量の推移を測定する反射減衰量測定部と、
正常接続と異常接続とで前記温度変化に伴う反射減衰量の推移が異なることを利用して良否判定を行なう解析部とを少なくとも具備する
ことを特徴とする光ファイバ接続部の良否判定装置。
【請求項４】
前記温度変化に伴う反射減衰量の推移のピークが１つであれば正常接続、ピークが複数であれば端面間の間隙が大きいことによる異常接続、ピークがなければカット不良による異常接続と判定する解析部を具備する
ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ接続部の良否判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屈折率整合材を介した光ファイバ同士の接続部の良否判定、特に現場で組立を行なう接続部の良否判定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＴＴＨの普及に伴い、メカニカルスプライスやＦＡコネクタなどの現場組立接続技術が用いられている。これらの現場組立接続は、誤った接続作業に起因して、サービス運用中に接続部において接続損失が増大して故障が発生することが報告されている。
【０００３】
通常、接続作業は、メカニカルストリッパを用いての光ファイバ心線の被覆除去、アルコールによる清掃、ファイバカッタを用いての光ファイバの切断、接続部品内で屈折率整合材を介した光ファイバの突合せ接続の工程で構成される。
【０００４】
これらの作業のうち、切断の工程では、ファイバカッタの精密機構にずれが生じた状態で作業した場合、切断時に直角端面とならず、カット不良が発生する場合がある。また突合せ接続の工程では、治具への光ファイバの取り付けミスなどで、突合せが不足して光ファイバ端面間に大きな隙間が発生する場合がある。
【０００５】
これらの異常な接続状態において、カット不良端面や端面間隙の程度によっては、接続損失が比較的低く、現在の検査方法である受光レベルの測定による開通確認では異常接続部を見逃してしまい、そのまま開通してしまう場合がある。この場合、経年後に屈折率整合材内に空気が混入することで接続損失が急激に増大することがあり、光回線終端装置での受光レベルが不足し、光信号を認識できなくなって故障が発生するリスクがある。
【０００６】
この故障を防ぐため、正常な接続がなされているかどうかを接続作業時点で識別する接続良否判定技術が重要である。
【０００７】
光線路における接続部の良否判定技術には、光コネクタの接続部分を透明にして、光ファイバに可視光を入射したときの漏れ光から接続良否を判定する可視光を用いた光開通確認技術（非特許文献１参照）、固形状の屈折率整合材を接続部に対して斜めに配置することで、ファイバ端面間に隙間が存在する場合は接続損失が大きくなることを利用する固形整合材を用いた接続良否判定法（非特許文献２参照）などが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、可視光や固形整合材を用いた手法では、接続物品の構造を大きく変える必要があるため、新規に開発した良否判定用の接続物品を用いた光ファイバ接続部のみしか適用できなくなる。そのため、既に光設備の中に使われている接続物品や今後使用予定の既存の接続物品を用いた光ファイバ接続部に対しては用いることができないという課題が存在する。
【０００９】
そこで、本発明は既に光設備の中に使われている接続物品や今後使用予定の既存の接続物品を用いた光ファイバ接続部にも対応できる接続良否判定技術として、屈折率整合材の屈折率が温度に依存することを利用した、作業現場で接続部の温度を変化させながら反射減衰量を測定することで接続状態を判別する手法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では前記目的を達成するため、
１対の光ファイバをその端面間に屈折率整合材を介して突合せ接続してなる光ファイバ接続部の良否を判定する方法であって、
前記光ファイバ接続部の温度を変化させて前記屈折率整合材の屈折率を変化させる第一の工程と、
前記屈折率整合材の屈折率の温度変化に伴う反射減衰量の推移を測定する第二の工程と、
正常接続と異常接続とで前記温度変化に伴う反射減衰量の推移が異なることを利用して良否判定を行なう第三の工程とを少なくとも含む
ことを特徴とする光ファイバ接続部の良否判定方法を提案する。
【００１１】
また、本発明では前記目的を達成するため、
１対の光ファイバをその端面間に屈折率整合材を介して突合せ接続してなる光ファイバ接続部の良否を判定する装置であって、
前記光ファイバ接続部の温度を変化させて前記屈折率整合材の屈折率を変化させる温度可変部と、
前記屈折率整合材の屈折率の温度変化に伴う反射減衰量の推移を測定する反射減衰量測定部と、
正常接続と異常接続とで前記温度変化に伴う反射減衰量の推移が異なることを利用して良否判定を行なう解析部とを少なくとも具備する
ことを特徴とする光ファイバ接続部の良否判定装置を提案する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、既に光設備の中に使われている現場組立の接続物品や今後使用予定の既存の接続物品を用いた光ファイバ接続部に対して正常・異常の接続良否判定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明で良否判定対象とする光ファイバ接続部の模式図である。
【図２】正常に接続されている光ファイバ接続部における温度と反射減衰量との関係を表すグラフである。
【図３】突合せ不足によって大きな端面間隙が生じている光ファイバ接続部における温度と反射減衰量との関係を表すグラフである。
【図４】カット不良時の光ファイバの端面の模式図である。
【図５】カット不良の光ファイバを接続した光ファイバ接続部における温度と反射減衰量との関係を表すグラフである。
【図６】本発明の光ファイバ接続部の良否判定装置の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図７】本発明の光ファイバ接続部の良否判定方法の実施の形態の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１に本発明で良否判定対象とする光ファイバ接続部の模式図を示す。本光ファイバ接続部１０は、温度Ｔ（℃）において、コアの屈折率がｎ0の１対の光ファイバ１１，１２がその端面間に屈折率ｎの屈折率整合材１３を介して端面間隙量Ｓ（μｍ）で突合せ接続されている。このときの接続点での反射減衰量を式（１）に示す。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
ここでλ（μｍ）は測定波長である。整合材１３の屈折率ｎは温度に依存する（非特許文献３参照）。また、非特許文献３によれば、整合材１３の屈折率ｎは温度Ｔに対して変化し、ｎ＝−3.4×１０-4Ｔ＋1.4668であることが実験から求められている。この整合材１３の屈折率が温度により変化するため、反射減衰量も温度に依存する。
【００１７】
図２にＳ＝１μｍの正常に接続されている光ファイバ接続部１０における、λ＝1.31μｍの場合の温度変化に伴う反射減衰量の推移を示す。高温・低温になるほど反射減衰量が低下し、４０℃付近では反射減衰量が最大になっていることが分かる。
【００１８】
図３に光ファイバ同士の突合せ不足によって大きな端面間隙、ここではＳ＝50μｍ、100μｍが生じている光ファイバ接続部１０における温度変化に伴う反射減衰量の推移を示す。大きな間隙を持った異常な接続部は周期的に反射減衰量が強まりあい、反射減衰量のピークが複数確認される。
【００１９】
また、図４にカット不良時の光ファイバの端面の模式図を、図５にカット不良の光ファイバを接続した光ファイバ接続部１０における温度変化に伴う反射減衰量の推移を示す。カット不良の端面１４は直角ではなく凹凸した状態となっている。そのため、光ファイバがカット不良の端面を備えた光ファイバ接続部１０では、入射光は端面１４と整合材１３との間で乱反射を起こし、入射側に戻ってこない。したがって温度による影響も微小となるため、この場合の反射減衰量は温度に依存せずほぼ一定の値を示す。
【００２０】
以上より、本発明では、正常な光ファイバ接続部１０の反射減衰量は温度に対して緩やかに変化して４０℃付近でピークを１つ有するという特徴と、大きな端面間隙がある異常な光ファイバ接続部１０の反射減衰量は温度に対して周期的に変化してピークを複数有するという特徴と、カット不良端面が使用された光ファイバ接続部１０の反射減衰量は温度に対して変化しないという特徴とに着目し、整合材１３を介して光ファイバが接続されている状態において、温度を変化させながら取得される反射減衰量のピーク数が接続状態に依存することを利用した良否判定手法を提案する。
【００２１】
図６は本発明の光ファイバ接続部の良否判定装置の実施の形態の一例を示すもので、光ファイバ接続部１０の温度を変化させて屈折率整合材の屈折率を変化させる温度可変部２１と、屈折率整合材の屈折率の温度変化に伴う反射減衰量の推移を測定する反射減衰量測定部２２と、正常接続と異常接続とで温度変化に伴う反射減衰量の推移が異なることを利用して良否判定を行なう解析部２３とを少なくとも含んで構成されている。
【００２２】
前記構成において、現場で組み立てられた良否判定対象の光ファイバ接続部１０を温度可変部２１にセットし、当該光ファイバ接続部１０の延長線上にある中で最も近い光コネクタ２４を介して反射減衰量測定部２２を接続し、この状態で温度可変部２１を動作させて光ファイバ接続部１０の温度を変化させながら、反射減衰量測定部２２でその反射減衰量の推移を測定し、この測定結果に基づいて解析部２３で正常接続か異常接続かを判定する。
【００２３】
なお、温度可変部２１としては、加温に周知のヒーター素子を用い、冷却に周知の冷却スプレーやペルチェ素子を用いて構成することができ、また、反射減衰量測定部２２としては、（例えば、非特許文献３にも記載されている）半導体レーザとファイバカプラを用いた既存の反射減衰量測定器を利用することができる。なお、解析部２３としては、前述した判定アルゴリズムを含むプログラムを実行可能な周知のコンピュータを用いて構成することができる外、ハードウェアで構成しても良い。
【００２４】
また、図７に本発明の光ファイバ接続部の良否判定方法の実施の形態の一例を示すフローチャートを示す。
【００２５】
判定の手順としては、現場において光ファイバ接続部１０を組み立てた後（ｓ１）、当該光ファイバ接続部１０の温度を変化させながら反射減衰量を測定して、その推移を記録する（ｓ２）。その後、測定結果と各接続状態で確認される反射減衰量の特徴との比較を行い（ｓ３）、図２のようなピークが１つ検出される結果であれば正常接続とみなして接続作業を完了し、図３のような複数のピークが検出される結果や図５のようなピークが現れないような結果であれば、大きな端面間隙を有するか、またはカット不良端面が使用された異常接続であるとみなし、光ファイバ接続部１０を組み立て直して再度測定を行なう。
【００２６】
このフローを正常接続であると判定されるまで繰り返すことで、異常接続のない光ファイバ接続部１０を構築することが可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１０：光ファイバ接続部、１１，１２：光ファイバ、１３：屈折率整合材、１４：端面、２１：温度可変部、２２：反射減衰量測定部、２３：解析部、２４：光コネクタ。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】白石維考, 齊藤眞秀, 牧久雄, “光検出コネクタの開発,” 信学技報, OFT2008-85, pp. 65-71, 2009.
【非特許文献２】田中正徳, 渡辺汎, 木原満, 高谷雅昭, “固形屈折率整合材を用いた新しい光ファイバ接続方法の提案,” 信学技報, OFT2012-26, pp. 39-44, 2012.
【非特許文献３】木原満, 冨田茂, 灰原正, “微小間隔を持った光ファイバ接続部の波長および温度依存性,” 信学技報, OFT2006-77, pp. 31-34, 2007.
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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