(57)【要約】【課題】光ファイバの一端において簡易に損失測定を行うことができる安価な光ファイバ検査装置を提供することを課題とするものである。【解決手段】光ファイバ検査装置Aは、光ファイバ検査装置Ａは、被測定光ファイバＢの一端に接続される光分岐結合器１と、光分岐結合器１に接続される光源２及び受光部３と、受光部３の出力電圧を測定する測定部４とを備え、光分岐結合器１は、３つの端子を有するものであって、第１の端子１ａは光源２に接続される入力用端子であり、第２の端子１ｂは受光部３に接続される出力用端子であり、第３の端子１ｃは被測定光ファイバＢに接続され、第１の端子１ａから入力された光を第３の端子１ｃより被測定光ファイバＢへ出力し、被測定光ファイバＢより第３の端子１ｃを介して入力した光を第２の端子１ｂに接続されている受光部３へ出力するものであり、光源２は、発光する光パワーを一定にする制御部２ｃを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光ファイバの一端に接続される光分岐結合器と、光分岐結合器に接続される光源及び受光部と、受光部の出力電圧を測定する測定部とを備え、光分岐結合器は、３つの端子を有するものであって、第１の端子は光源に接続される入力用端子であり、第２の端子は受光部に接続される出力用端子であり、第３の端子は被測定光ファイバに接続され、第１の端子から入力された光を第３の端子より被測定光ファイバへ出力し、被測定光ファイバより第３の端子を介して入力した光を第２の端子に接続されている受光部へ出力するものであり、光源は、発光する光パワーを一定にする制御部を有していることを特徴とする光ファイバ検査装置。
【請求項２】
被測定光ファイバの両端はＳＰＣ研磨又はＡｄＰＣ研磨されていることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ検査装置。
【請求項３】
測定部は、予め閾値を設定記憶し、受光部の出力電圧の測定結果と前記閾値とを比較するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、光パルス試験機を用いて光ファイバ線路の光損失を測定する光ファイバ検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、光ファイバの損失を測定する方法として、光ファイバのみを施工し、損失測定のために一時的に光コネクタを取り付けて測定を行う方法が知られている。具体的には、敷設した光ファイバの一端に光源を接続し、他端に光パワーメータを設置して測定するものである。
【０００３】
また、他の測定方法として、OTDR（optical  time-domain  reflectometer）法がある。この方法は、光配線システムの損失状態を一端から測定できる方法である。光ファイバの一端から短い光パルスを入射させ、光ファイバ中を伝播する時に生じる後方散乱光（光ファイバ中の散乱要因にて生じる伝搬方向と反対方向に強く伝搬する散乱光）を時間ごとに測定し、そのレベルの変化から、光配線システムの損失を測定する方法である。
【０００４】
そして、特開２００３−２２２５７３号公報（特許文献１）に示されるように、OTDR法を利用した光ファイバ検査装置が知られている。この発明には、光ファイバの一端に設置した光反射器からの反射光を測定して、配線の損失を測定する方法が開示されている。この発明は、光パルス試験機と光スイッチを組み合わせて、光スイッチにより基準と被測定系とを切り替えて、フレネル反射光の影響を少なくして測定精度の向上をおこなっている。
【特許文献１】特開２００３−２２２５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の光ファイバの一端に光源を接続し、他端に光パワーメータを設置して測定する従来例では、例えば、住戸に配線された光ファイバの損失を測定するためには、離れた場所に光源及び光パワーメータを置き、それぞれの場所にこれらの装置を操作する人が必要であり、互いに連絡を取り合いながら測定しなければならない。また、図４に示すように、マンションなどでは外部からの配線をマンションへ導入するところにMDF（main  distribution  frame）と呼ばれる配線盤である自営PT盤１００が設置され、そこから各住戸へ住棟内配線である光ファイバＢが敷設されている。この場合には、自営PT盤１００の位置に光源２を設置し、各住戸の光ファイバＢの端部に光アウトレット１０１を介して光パワーメータ１０２を接続することで測定する。この場合、各住戸の光アウトレット１０１へ光パワーメータ１０２を移動させて測定していくこととなり、測定に時間がかかる要因となっている。
【０００６】
また、上記のOTDR法を用いた従来例においては、光パルス試験機と光スイッチを組み合わせた装置であり、非常に複雑で高価な検査装置となっている。
【０００７】
本願発明は、上記背景技術に鑑みて発明されたものであり、その目的は、光ファイバの一端において簡易に損失測定を行うことができる安価な光ファイバ検査装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本願請求項１記載の発明では、被測定光ファイバの一端に接続される光分岐結合器と、光分岐結合器に接続される光源及び受光部と、受光部の出力電圧を測定する測定部とを備え、光分岐結合器は、３つの端子を有するものであって、第１の端子は光源に接続される入力用端子であり、第２の端子は受光部に接続される出力用端子であり、第３の端子は被測定光ファイバに接続され、第１の端子から入力された光を第３の端子より被測定光ファイバへ出力し、被測定光ファイバより第３の端子を介して入力した光を第２の端子に接続されている受光部へ出力するものであり、光源は、発光する光パワーを一定にする制御部を有していることを特徴としている。
【０００９】
本願請求項２記載の発明では、上記請求項１記載の光ファイバ検査装置において、被測定光ファイバの両端はＳＰＣ研磨又はＡｄＰＣ研磨されていることを特徴としている。
【００１０】
本願請求項２記載の発明では、上記請求項１又は２記載の光ファイバ検査装置において、測定部は、予め閾値を設定記憶し、受光部の出力電圧の測定結果と前記閾値とを比較するものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本願請求項１記載の発明の光ファイバ検査装置においては、被測定光ファイバの一端に接続される光分岐結合器と、光分岐結合器に接続される光源及び受光部と、受光部の出力電圧を測定する測定部とを備えているので、被測定光ファイバの一端において、光の入力及び出力検出を行うことができる。このことによって、被測定光ファイバの一端で損失を測定することができるので、簡易な損失測定が可能となる。さらに、光分岐結合器は、３つの端子を有するものであって、第１の端子は光源に接続される入力用端子であり、第２の端子は受光部に接続される出力用端子であり、第３の端子は被測定光ファイバに接続され、第１の端子から入力された光を第３の端子より被測定光ファイバへ出力し、被測定光ファイバより第３の端子を介して入力した光を第２の端子に接続されている受光部へ出力するものであり、光源は、発光する光パワーを一定にする制御部を有しているので、光源で発光される光パワーを測定する装置が不要となり、光分岐結合器の構成を簡略化できるので、低コスト化を図ることができる。
【００１２】
本願請求項２記載の発明の光ファイバ検査装置においては、特に、被測定光ファイバの両端はＳＰＣ研磨又はＡｄＰＣ研磨されているので、被測定光ファイバの屈折率を所定の値とすることができる。このことによって、損失の誤差を低減することができるので、損失の測定精度を確保することができる。
【００１３】
本願請求項３記載の発明の光ファイバ検査装置においては、特に、測定部は予め閾値を設定記憶し、受光部の出力電圧の測定結果と前記閾値とを比較するものであるので、予め設定されている損失を満たしているか否かを容易に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図３は、本願発明の実施形態である光ファイバ検査装置を示している。光ファイバ検査装置Ａは、被測定光ファイバＢの一端に接続される光分岐結合器１と、光分岐結合器１に接続される光源２及び受光部３と、受光部３の出力電圧を測定する測定部４とを備え、光分岐結合器１は、３つの端子を有するものであって、第１の端子１ａは光源２に接続される入力用端子であり、第２の端子１ｂは受光部３に接続される出力用端子であり、第３の端子１ｃは被測定光ファイバＢに接続され、第１の端子１ａから入力された光を第３の端子１ｃより被測定光ファイバＢへ出力し、被測定光ファイバＢより第３の端子１ｃを介して入力した光を第２の端子１ｂに接続されている受光部３へ出力するものであり、光源２は、発光する光パワーを一定にする制御部２ｃを有している。また、被測定光ファイバＢの両端Ｂ１及びＢ２はＳＰＣ研磨又はＡｄＰＣ研磨されている。また、測定部４は、予め閾値を設定記憶し、受光部３の出力電圧の測定結果と前記閾値とを比較するものである。
【００１５】
以下、この実施形態の光ファイバ検査装置をより具体的詳細に説明する。本実施形態の光ファイバ検査装置Ａは、図１に示すように、光分岐結合器１と光源２と受光部３と測定部４と報知部５とで構成されている。
【００１６】
被測定光ファイバＢの両端には光コネクタＢａ１及びＢａ２が配設されており、被測定光ファイバＢの両端Ｂ１及びＢ２は、高い屈折率部分を除去した研磨であるＳＰＣ（Super  Physical  contact）研磨又はＡｄＰＣ（Advanced  Physical  contact）研磨がされている。
【００１７】
光分岐結合器１は、３つの端子１ａ、１ｂ、１ｃを有するものであって、第１の端子１ａは光源２に接続され、光源２より発光される光を入力する入力用端子である。第２の端子１ｂは受光部３に接続され、被測定光ファイバＢより光分岐結合器１に入力される光を出力する出力用端子である。第３の端子１ｃは被測定光ファイバＢの一端の光コネクタＢａ１に接続されている。
【００１８】
ここで、光分岐結合器１は、第１の端子１ａから入力された光を第３の端子１ｃを介して光コネクタＢａ１より被測定光ファイバＢへ出力する。さらに、光コネクタＢａ１より出力される光は第３の端子１ｃより入力されて、第２の端子１ｂを介して受光部３へ出力される。
【００１９】
光分岐結合器１の光導波路は光ファイバを融着してＹ字状にしてものであっても、高分子又は石英によるＰＬＣ（planer  lightwave  circuit：平面光波回路）で構成されるものであってもよい。
【００２０】
光源２は、発光部２ａと光源受光部２ｂと制御部２ｃとを備えており、発光部２は、損失測定を行うために、被測定光ファイバＢへ入力するための光を発光するものである。光源受光部２ｂは、発光部２ａの近傍に配設されており、発光部２ａで発光された光を受光するものである。制御部２ｃは、受光部２ｂから受光した光パワーの値を取得するものであり、取得した値をもとに発光部２ａの発光状態が一定となるように制御するものである。なお、制御部２ｃは、ＡＰＣ（Auto  Power  Control）回路によって構成することができる。このことによって、光学部品を削減して機器の低コスト化を図ることが可能である。
【００２１】
受光部３は、受光素子３ａと電流電圧変換アンプ３ｂとを備えている。受光素子３ａは、光分岐結合器１の第２の端子１ｂを介して出力される被測定光ファイバＢから出力される光を受光するものである。電流電圧変換アンプ３ｂは、受光素子３ａによって光を受光した場合、受光素子３ａの出力を電流電圧変換し、増幅して測定部４へ出力される。
【００２２】
測定部４は、受光部３より取得した出力電圧の値を用いて、被測定光ファイバＢの損失を算出するものである。また、測定部４には、予め損失の閾値を設定記憶しておくことができ、この閾値と算出された損失の値とを比較して、被測定光ファイバＢの損失が所定値を満たしているか否かを判断することができ、被測定光ファイバＢの性能を容易に確認することができる。
【００２３】
さらに、測定部４は、報知部５が接続されている。報知部５は、測定部４より測定された被測定光ファイバＢの損失の値、又は設定されている閾値との比較結果を取得し、使用者へ結果を報知することができる。ここで、報知部５は、液晶表示やＬＥＤなどによって損失の値や閾値との比較結果を表示するものであっても、音声で報知するものであってもよい。さらに、報知部５は、損失の値や閾値との比較結果を時系列で継続して表示することもできる。
【００２４】
次に、被測定光ファイバＢの損失の測定方法について説明する。被測定光ファイバＢの一端の光コネクタＢａ１に光分岐結合器１を介して光源２を接続すると、光源２より発光された光は被測定光ファイバの他端の光コネクタＢａ２まで伝搬し、図２に示すように、被測定光ファイバＢの端部Ｂ２にてフレネル反射と呼ばれる屈折率の境界面で反射が生じ、その光は光源２側へ戻ってくる。送信光は行きと帰りとで被測定光ファイバＢ（光ファイバとその曲げ、融着部、メカニカルスプライス、コネクタなどの接続部を含む）内の損失を受けて減衰する。
【００２５】
フレネル反射は、屈折率の境界面で必ず生じる反射であり、被測定光ファイバＢの屈折率をｎ０、空気の屈折率をｎ１とすると、
フレネル反射Ｒ＝｜（ｎ０−ｎ１）／（ｎ０＋ｎ１）｜2
で表される。例えば、被測定光ファイバＢが石英光ファイバである場合には、石英光ファイバの屈折率はｎ０＝１．４５であり、フレネル反射Ｒは０．０３３７（＝−１４．７２ｄＢ）である。
【００２６】
本実施形態での損失測定は、この反射光利用して行うものである。図３に示すように、被測定光ファイバＢに入射した光パワーをＰ０（ｄＢｍ）、被測定光ファイバＢの損失をＰ１（ｄＢ）、光コネクタＢａ２の端面での反射をＰｒ（ｄＢ）とすると、戻って来た光パワーＰ０’は、
Ｐ０’（ｄＢｍ）＝Ｐ０（ｄＢｍ）＋２×Ｐ１（ｄＢ）＋Ｐｒ（ｄＢ）
で表される。
【００２７】
ここで、入射パワーＰ０、戻ってきたパワーＰ０’を測定すれば、反射Ｐｒは被測定光ファイバＢと空気との屈折率差により決まるため、被測定光ファイバの損失Ｐ１を求めることができる。このことより、この方法を用いて被測定光ファイバＢの一端から被測定光ファイバＢの損失を測定することができる。
【００２８】
被測定光ファイバＢの端面Ｂ１及びＢ２の反射率は、被測定光ファイバＢの屈折率ｎ０と空気の屈折率ｎ１の差によって決まっている。空気の屈折率ｎ１はほとんど変化しないが、被測定光ファイバＢの端面Ｂ１及びＢ２の屈折率ｎ０は端面の研磨方法によって変化する。例えば、ＰＣ研磨では被測定光ファイバＢの端面Ｂ１及びＢ２の研磨はダイヤモンド粒子などで行われ、研磨時の応力によって、被測定光ファイバＢの端面Ｂ１及びＢ２のわずかな厚みの屈折率ｎ０の上昇を生じさせる。この値は１．５４に達し、一般的な石英の屈折率１．４５に比べてかなり大きなものになる。この屈折率による反射損失を表1に示す。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
測定部４の校正をｎ＝１．４５で行い、もし被測定光ファイバＢの端面Ｂ２の屈折率が１．５７であったならば、被測定光ファイバＢから想定より多くの光量が帰ってくるため、損失が１．６４ｄＢ（１４．７２−１３．０８）の誤差を生じることになる。被測定光ファイバＢの損失が４ｄＢ程度を想定しているところに、この誤差は大きいものと考えられる。
【００３１】
ここで、被測定光ファイバＢの端面Ｂ２に高い屈折率部分を除去した研磨（AdPC：Advanced  Physical  contactやSPC：Super  Physical  contact）が行なわれている場合、屈折率は１．４７程度であり、表1から０．３１ｄＢ（１４．７２−１４．４１）の誤差を生じる程度と考えられる。これであれば、一般的に棟内の想定損失４ｄＢといわれている損失を測定するには許容できるものと考えられる。よって、本方式による測定では被測定光ファイバＢの端面Ｂ１及びＢ２の研磨として、ＳＰＣ研磨やＡｄＰＣ研磨が使われておれば、問題なく使用できるものと判断できる。
【００３２】
測定部４においては、まず、被測定光ファイバＢを接続していない状態での受光部３からの出力電圧の値Ｖｍ１を算出して記憶する。次に、被測定光ファイバＢを接続した状態での受光部３からの出力電圧の値Ｖｍ２を算出し、被測定光ファイバＢの損失を算出する。ここで、損失は、Ｌ＝−１／２×１０・ｌｏｇ（Ｖｍ２／Ｖｍ１）で表される式を用いて算出することができる。
【００３３】
したがって、被測定光ファイバＢの一端に接続される光分岐結合器１と、光分岐結合器１に接続される光源２及び受光部３と、受光部３の出力電圧を測定する測定部４とを備えているので、被測定光ファイバＢの一端において、光の入力及び出力検出を行うことができる。このことによって、被測定光ファイバＢの一端で損失を測定することができるので、簡易な損失測定が可能となる。さらに、光分岐結合器１は３つの端子を有し、第１の端子１ａは光源２に接続される入力用端子であり、第２の端子１ｂは受光部３に接続される出力用端子であり、第３の端子１ｃは被測定光ファイバＢに接続され、第１の端子１ａから入力された光は第３の端子１ｃより被測定光ファイバＢへ出力され、被測定光ファイバＢより第３の端子１ｃを介して入力した光を第２の端子１ｂに接続されている受光部３へ出力するものであり、光源２は発光する光パワーを一定にする制御部２ｃを有しているので、光源２で発光される光パワーを測定する装置が不要となり、光分岐結合器１の構成を簡略化できるので、低コスト化を図ることができる。
【００３４】
また、被測定光ファイバＢの両端Ｂ１及びＢ２はＳＰＣ研磨又はＡｄＰＣ研磨されているので、被測定光ファイバＢの屈折率を所定の値とすることができる。このことによって、損失の誤差を低減することができるので、損失の測定精度を確保することができる。
【００３５】
さらに、測定部４は予め閾値を設定記憶し、受光部３の出力電圧の測定結果と前記閾値とを比較するものであるので、予め設定されている損失を満たしているか否かを容易に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本願発明の実施形態である光ファイバ検査装置におけるシステム構成図である。
【図２】同光ファイバ検査装置における被測定光ファイバの端面のフレネル反射についての説明図である。
【図３】同光ファイバ検査装置における測定方法の説明図である。
【図４】従来例の光ファイバ検査装置におけるシステム構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  光分岐結合器
１ａ  第１の端子
１ｂ  第２の端子
１ｃ  第３の端子
２  光源
２ｂ  光源受光部
２ｃ  制御部
３  受光部
４  測定部
Ａ  光ファイバ検査装置
Ｂ  被測定光ファイバ
Ｂ１、Ｂ２  被測定光ファイバの端面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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