JP2009025210A - 光ファイバ側方入射方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、光ファイバ側面から信号光を効率よく入射させるローカルインジェクション技術を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る光ファイバ側方入射装置は、平面プレート１８の表面に沿って所定の曲率半径１０ｍｍで曲げられた第一の光ファイバ４を保持する第一のファイバガイド１５と、第二の光ファイバ１４に所定の角度から第一の光ファイバ４の側面上の所定の位置に向けて心線対照用の信号光を出射させる第二のファイバガイド１３と、を備える。光ファイバ側方入射方法では、第二の光ファイバ１４からの信号光を、屈折率整合部材１２を介して第一の光ファイバ４の側面に入射させる。所定の曲率半径、所定の位置及び所定の角度は、幾何学的及び実験的に特定可能であり、実験的には第一の光ファイバ４のコアを伝搬する信号光を屈折率整合部材１２へ出射させることで特定できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ファイバケーブル網の建設・保守に使用される光心線対照器、光パルス試験器あるいは光通信器に用いられる光ファイバ側方入射技術に関する。

光ファイバ通信網の建設や保守を行うにあたり、ケーブル内、あるいはユーザ宅の光ファイバを識別する必要性が作業現場で生じる。この作業を心線対照と呼ぶ。図８は、従来の心線対照例を示す概略構成図である。従来の心線対照では、対照を必要とする光線路（第一の光ファイバ）４の上部側に設置した心線対照用光源７から光カプラ３を介して信号光８を光線路４に入射する。光線路４では、曲げ部１１を用いて、光ファイバに曲げを与え、信号光８を光ファイバ側面から放射させ、これを受光器１０’で検出し、目的とする心線を特定する手法が一般的に用いられている（特許文献１参照。）。

また、図９に示すように、心線対照用光源７を光パルス試験器７’に置き換えることによって、光カプラ３を介して光線路４の品質検査や故障位置探査を実行している。

また、異なる複数の作業現場における作業者同士の連絡手段として、光ケーブル内の非現用心線の片端から光信号を入力し、作業現場で心線を切断することなく外部より歪みを加え、偏波特性の変化を利用したり、あるいは曲げにおる損失変化を強度変調に置き換えて音声信号を作り出したりして光通話を行っている（例えば、特許文献２及び３参照。）。

これらの作業はいずれも、目的に応じた信号光を安定的に、かつ、効率的に光ファイバに入力することが重要で、現在のところ、所内の光カプラ３か、もしくは非現用心線であることを前提にした屋外設備の光コネクタ部に限られている。なお、コネクタがない場合は心線を切断して簡易コネクタ等を現場で作製し、信号光を入力することもある。現状では、屋外設備の光コネクタからの信号光の入力はほとんど行われず、所内の光カプラ３が唯一の信号光入力手段として用いられていた。

また、近年、１本の光線路を光スプリッタによって複数本の線路に分岐させる通信方式が実用化され、この方式においては所内の光カプラ３からの入力では光スプリッタによりすべての分岐線路に信号光が分配されるため、心線対照や光パルス試験が実施できないという問題もあり、作業者が線路設備のいずれの場所からも自由に信号光を入射する技術が望まれていた。

上記問題を解消するため、これまでにも光ファイバの側面から入射したり出射したりする技術として、ローカルインジェクション装置とローカルディテクション装置が検討されてきた（特許文献２参照。）。

しかしながら、これら装置は入射効率や出射効率の低さが原因で、その適用領域の狭さや信頼性が光ファイバ側面からの入射・受光方式より劣ることから普及してこなかった。特に、ローカルインジェクション装置の場合、光ファイバ側面（最外被覆）の汚れや表面粗さが、信号光の効率的な入射を妨げたり、あるいは入射位置や入射角度が最適化されていないため、大幅に結合効率を下げてしまい、その調心に必要な機器の大きさや煩雑さにも問題があった。
特許３４０７８１２号公報 特開平７−３８５０２号公報 特開平１１−６４６９１号公報

以上のべたように、光ファイバを側面からの入射は、その表面粗さが、信号光の散乱や乱回折を引き起こし、効率的な入射を妨げたり、あるいは最適な入射位置や入射角度からのずれかによって、結合効率が大幅に低下してしまうという問題があった。また、最適な入射位置や入射角度を調整するのに精密な機器が必要であるという問題があった。

本発明は、光ファイバ側面から信号光を効率よく入射させるローカルインジェクション技術を提供することにある。

本発明に係る光ファイバ側方入射装置は、平面プレートの表面に沿って所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバを保持する第一のファイバガイドと、第二の光ファイバを前記平面プレート上で保持し、特定波長の信号光を当該第二の光ファイバに所定の角度から前記第一の光ファイバの側面上の所定の位置に向けて出射させる第二のファイバガイドと、を備え、前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径であり、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置であり、前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆から出射する角度であることを特徴とする。

本発明によれば、所定の曲率半径で第一の光ファイバを曲げ、所定の位置へ所定の角度から信号光を入射することができる。よって、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、信号光を効率よく入射させることができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射装置では、前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を充填させる機構が前記平面プレート上に設けられており、前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した光が、前記第一の光ファイバの最外被覆から前記屈折率整合部材中に出射する角度であることが好ましい。本発明によれば、信号光を密着させた屈折率整合部材から第一の光ファイバの最外被覆に効率よく透過させることができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射装置は、平面プレートの表面に沿って所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバを保持する第一のファイバガイドと、第二の光ファイバを前記平面プレート上で保持し、特定波長の信号光を当該第二の光ファイバに所定の角度から前記第一の光ファイバの側面上の所定の位置に向けて出射させる第二のファイバガイドと、を備え、前記所定の曲率半径は、数１を用いて算出される入射角ζ_３、ζ_２、ζ_１がいずれもπ／２より小さくなる曲率半径ρであり、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、数２、数３及び数４を用いて算出される方向変化角δ_１、δ_２及びδ_３の総和（δ_１＋δ_２＋δ_３）の角度上の位置であり、前記所定の角度は、数１を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ_３であることを特徴とする光ファイバ側方入射装置。

ただし、ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離である。２ｘ_１、２ｘ_２及び２ｘ_３は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径である。ζ_３、ζ_２、ζ_１、ψ_３、ψ_２及びψ_１は各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角である。δ_１は前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置（Ｃ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角である。δ_２は当該Ｃ点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置（Ｂ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角である。δ_３は当該Ｂ点から前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に到達する位置（Ａ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角である。ｎ_１、ｎ_２、ｎ_３及びｎ_４は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率である。θ_０は前記第一の光ファイバのコアにおける波長λを有する前記信号光のシングルモード伝搬角である。

本発明によれば、所定の曲率半径で第一の光ファイバを曲げ、所定の位置へ所定の角度から信号光を入射することができる。第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバの最外被覆に効率よく透過し、その後、最外被覆からクラッドへ、クラッドからコアへともっとも短い光路で、かつ、全反射することなく入射させ、かつ、第一の光ファイバのコアに信号光をシングルモードで伝搬させることができる。よって、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、信号光を効率よく入射させることができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射装置では、前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を充填させる機構が前記平面プレート上に設けられており、前記所定の角度は、前記屈折率整合部材を通過した前記信号光が数１を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ_３であることが好ましい。本発明によれば、密着させた屈折率整合部材から第一の光ファイバの最外被覆に効率よく透過させることができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射装置では、前記第一のファイバガイドは第一のＶ溝であり、前記第二のファイバガイドは第二のＶ溝又はフェルールガイドであり、前記第一のＶ溝と前記第二のＶ溝又は前記フェルールガイドとによって、前記第一の光ファイバ及び前記第二の光ファイバのコア同士を前記平面プレート上から同一高さにある同一平面上に保持することが好ましい。本発明によれば、第一の光ファイバと第二の光ファイバの光軸を同一平面上に設置させ、軸ずれを防止することができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射装置では、前記屈折率整合部材は、前記第一の光ファイバの側面のマイクロメートルオーダ以下の凹凸を隙間なく埋めるゲル状の屈折率整合剤又は弾性力のあるプラスチック若しくは合成樹脂であることが好ましい。本発明によれば、第一の光ファイバの側面すなわち最外被覆の表面粗さによって引き起こされる信号光の散乱や乱回折を防止することができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射方法は、平面プレート上に所定の曲率半径で形成されているファイバガイドに第一の光ファイバを設置する光ファイバ設置手順と、前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の所定の位置に、当該第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を密着させる屈折率整合部材密着手順と、前記第一の光ファイバのコアの前記平面プレートからの高さと同一高さの同一平面上にコアがある第二の光ファイバの端面を、当該屈折率整合部材内の前記所定の位置に、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面の法線方向を基準とした所定の角度の方向から近接させる光ファイバ近接手順と、前記第二の光ファイバの端面から送出された特定波長の信号光を、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面から前記第一の光ファイバのコアへ入射させる光入射手順と、を有する光ファイバ側方入射方法であって、

前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径であり、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置であり、前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆と前記屈折率整合部材の境界面から前記屈折率整合部材中へ出射する角度であることを特徴とする。

本発明によれば、所定の曲率半径で第一の光ファイバを曲げ、所定の位置へ所定の角度から信号光を入射することができる。密着させた屈折率整合部材から前記第一の光ファイバの最外被覆に効率よく透過し、その後、最外被覆からクラッドへ、クラッドからコアへともっとも短い光路で、かつ、全反射することなく入射させ、かつ、前記第一の光ファイバのコアに信号光をシングルモードで伝搬させることができる。よって、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、信号光を効率よく入射させることができる。

本発明に係る光ファイバ側方入射方法は、平面プレート上に所定の曲率半径で形成されているファイバガイドに第一の光ファイバを設置する光ファイバ設置手順と、前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の所定の位置に、当該第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を密着させる屈折率整合部材密着手順と、前記第一の光ファイバのコアの前記平面プレートからの高さと同一高さの同一平面上にコアがある第二の光ファイバの端面を、当該屈折率整合部材内の前記所定の位置に、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面の法線方向を基準とした所定の角度の方向から近接させる光ファイバ近接手順と、前記第二の光ファイバの端面から送出された特定波長の信号光を、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面から前記第一の光ファイバのコアへ入射させる光入射手順と、を有する光ファイバ側方入射方法であって、

前記所定の曲率半径は、数１を用いて算出される入射角ζ_３、ζ_２、ζ_１がいずれもπ／２より小さくなる曲率半径ρであり、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、数２、数３及び数４を用いて算出される方向変化角δ_１、δ_２及びδ_３の総和（δ_１＋δ_２＋δ_３）の角度上の位置であり、前記所定の角度は、数１を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ_３であることを特徴とする。

本発明によれば、所定の曲率半径で第一の光ファイバを曲げ、所定の位置へ所定の角度から信号光を入射することができる。密着させた屈折率整合部材から前記第一の光ファイバの最外被覆に効率よく透過し、その後、最外被覆からクラッドへ、クラッドからコアへともっとも短い光路で、かつ、全反射することなく入射させ、かつ、前記第一の光ファイバのコアに信号光をシングルモードで伝搬させることができる。よって、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、信号光を効率よく入射させることができる。

本発明によれば、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、第二の光ファイバの出射した信号光を効率よく入射させることができる。これによって、作業現場において簡便に、かつ、線路設備に比較的制約されることなく心線対照や光パルス試験及び光通話が可能となる。

添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。

本発明の光ファイバ側方入射方法を心線対照に適用した例について説明する。図１は、本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を心線対照に適用したシステムを示す概略構成図である。図１において、１は所内装置、２及び２’は試験光遮断フィルタ、４は光線路（第一の光ファイバ）、５は所外装置、７は心線対照用光源、８は心線対照用光源から出射された信号光、９は光側面入射部、１０及び１０’は受光器、１１は曲げ部を示す。

図１（ａ）では、光線路４に光側面入射部９を設置し、光線路４のもう片端に受光器１０を設置する。受光器１０は、光側面入射部９から入射された信号光８を受信して、その受光の有無によって目的とする心線の特定をする。図１（ｂ）は、光線路４に光側面入射部９を設置し、光線路４のもう片端に光線路４を曲げた曲げ部１１を設け、曲げ部１１に受光器１０’を設置する。受光器１０’は、光側面入射部９から入射された信号光８の曲げ部１１における光線路４の側面からの漏洩光を受信して、その受光の有無によって目的とする心線の特定をする。

次に、図２は、上記心線対照に用いた光側面入射部の一例である。図２において、４は光線路（第一の光ファイバ）、８は信号光、９は光側面入射部、１２は屈折率整合部材、１３はフェルールガイド（第二のファイバガイド）、１４は入射用光ファイバ（第二の光ファイバ）、１５はファイバガイド（第一のファイバガイド）、１６は光線路４の側面への信号光８の入射角すなわち所定の角度、１７は光線路４が曲がり始めた位置に対する曲率中心における方向変化角（δ_１＋δ_２＋δ_３）、１８は平面プレートである。

光ファイバ側方入射装置は、ファイバガイド１５と、フェルールガイド１３とを備える。ファイバガイド１５は、平面プレート１８の表面に沿って所定の曲率半径（図３に示すρ）で曲げられた光線路４を保持し、凸部を形成する。ファイバガイド１５のうちの凸部ではない部分、すなわち、光線路４が曲がり始めるまでのＥ部分は入射された信号光が多モード変換や損失を受けないように直線状であることが好ましい。また、ファイバガイド１５は心線対照信号光の効率的な入射位置が曲がり始めた位置から方向変化角１７（δ_１＋δ_２＋δ_３）の位置にあることから、設計上のマージンから、その方向変化角１７よりやや大きく曲げることが好ましい。

フェルールガイド１３は、入射用光ファイバ１４を平面プレート１８上で保持し、入射用光ファイバ１４は所定の角度（図３に示すζ_３）から光線路４の側面上の所定の位置（図３のＡ点）に向けて信号光を出射する。所定の角度については後述する。

ファイバガイド１５とフェルールガイド１３は、光線路４及び入射用光ファイバ１４の光軸の軸ずれを防止するため、光線路４及び入射用光ファイバ１４のコア同士を平面プレート１８上から同一高さにある同一平面上に保持することが好ましい。例えば、フェルールガイド１３を設置する平面プレート１８上からの深さと、ファイバガイド１５のＶ溝の深さを調節することで、ファイバガイド１５とフェルールガイド１３のコアの高さを調節する。入射用光ファイバ１４を保持する手段はフェルールガイドに限られず、入射用光ファイバ１４を保持する第２のＶ溝としてもよい。

光線路４の側面と入射用光ファイバ１４の端面との間に、光線路４の最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材１２を充填させることが好ましい。なぜなら、光線路４の表面粗さによって引き起こされる信号光の散乱や乱回折を防止するためである。例えば、光線路４の側面と入射用光ファイバ１４の端面との間に屈折率整合部材１２を充填させる機構が平面プレート上に設けられており、その屈折率整合部材１２は、光線路４の側面のマイクロメートルオーダ以下の凹凸を隙間なく埋めるゲル状の屈折率整合剤又は弾性力のあるプラスチック若しくは合成樹脂であることが好ましい。屈折率整合部材１２を充填させる機構は、例えば、屈折率整合部材１２がゲル状であれば、光線路４の側面と入射用光ファイバ１４の端面との間を囲む柵又は溝である。あるいは、屈折率整合部材１２の表面張力によって平面プレート１８上で屈折率整合部材１２を留めてもよい。

本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法は、光ファイバ設置手順と、屈折率整合部材密着手順と、光ファイバ近接手順と、光入射手順と、を順に有する。ファイバガイド設置手順では、光側面入射部９の平面プレート１８上に所定の曲率半径（図３に示すρ）で形成されているファイバガイド１５に光線路４を設置する。これによって光線路４をファイバガイド１５の曲率半径で湾曲させることができる。

屈折率整合部材密着手順では、所定の曲率半径（図３に示すρ）で曲げられた光線路４の曲げにおける凸部の所定の位置（図３に示すＡ点）に、光線路４の最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材１２を密着させる。これによって光線路４の側面すなわち最外被覆の表面粗さによって引き起こされる信号光の散乱や乱回折を防止することができる。

光ファイバ近接手順では、所定の曲率半径（図３に示すρ）で曲げられた光線路４の
最外被覆の側面に、入射用光ファイバ１４の端面を、当該Ａ点の法線方向に対する所定の角度（図３に示すζ_３）で近接させる。光入射手順では、入射用光ファイバ１４の端面から送出された信号光８を、光線路４の最外被覆の側面から光線路４のコアへ入射させる。

このとき、ファイバガイド１５及びフェルールガイド１３は、光線路４と入射用光ファイバ１４とのコア同士が同一平面上で接近できるようになっている。光線路４のコアへ向けて、信号光を所定の位置に安定して入射することができる。例えば、ファイバガイド１５のＶ溝の深さ、フェルールガイド１３の高さ、及び、入射用光ファイバ１４のフェルールガイド１３からの突き出し量を、光線路４と入射用光ファイバ１４とのコア同士が同一平面上で接近できるように設計している。

また、本実施例では、入射用光ファイバ１４の端面の先端を凸レンズ状とすることによって、入射用光ファイバ１４の端面から出射された光を集光させ、コアに入射されるまでの光の広がりを抑えるようにしてもよい。

図３は、光線路の素線が曲げられた凸部の拡大図である。図３において、４は光線路（第一の光ファイバ）、１２は屈折率整合部材、１４は入射用光ファイバ（第二の光ファイバ）、１９は光線路の最外被覆、２０は光線路のクラッド、２１は光線路のコアを示す。また、Ａ点は光線における屈折率整合部材１２と最外被覆１９との境界点であり、Ｂ点は光線における最外被覆１９とクラッド２０との境界点、Ｃ点は光線におけるクラッド２０とコア２１との境界点を示す。ｘ_１はコア２１の半径を示す。ｘ_２はクラッド２０の半径を示す。ｘ_３は最外被覆１９の半径を示す。図３では、コア２１、クラッド２０、最外被覆１９の外径を各々２ｘ_１、２ｘ_２、２ｘ_３と示した。

また、光線路４の曲率半径（光線路４の素線の曲率中心からコア中心までの距離）をρ、Ａ点、Ｂ点及びＣ点での信号光の入射角を各々ζ_３、ζ_２、ζ_１とした。Ａ点、Ｂ点及びＣ点での信号光の屈折角を各々ψ_３、ψ_２、ψ_１とした。また、光線路４がファイバガイドによって曲がり始めたＤ点からＣ点まで、Ｃ点からＢ点まで、Ｂ点からＡ点までの各方向変化角を各々、δ_１、δ_２、δ_３とした。また、コア２１でのシングルモード伝搬角をθ_０、コア２１、クラッド２０、最外被覆１９、屈折率整合部材１２の屈折率を各々ｎ_１、ｎ_２、ｎ_３、ｎ_４とした。

図３は、所定の曲率半径ρで曲げられた光線路４の側面に対して、入射用光ファイバ１４から信号光を入射する際の各層の境界面で透過（屈折）と反射される様子を光線学的に示している。入射用光ファイバ１４からのビームの中心が通るパスを表している。ビームの中心は光エネルギーが最も集中しており、ビームの中心で光線の軌跡を代表している。

所定の曲率半径ρは、数１を用いて算出される入射角ζ_３、ζ_２、ζ_１がいずれもπ／２より小さくなる必要がある。すなわち、所定の曲率半径ρは、入射用光ファイバ１４の端面から送出された信号光が、屈折率整合部材１２と光線路４の最外被覆１９、光線路４の最外被覆１９とクラッド２０、光線路４のクラッド２０とコア２１のいずれの面においても全反射せずに光線路４のコア２１に入射する曲率半径である。例えば、ＪＩＳ記載の「シングルモード光ファイバ素線」の構造パラメータであるθ_０＝３．５６°（１．６５μｍ）、ｎ_１＝１．４６５、ｎ_２＝１．４６１、ｎ_３＝１．４７、２ｘ_１＝９．０μｍ、２ｘ_２＝１２５μｍ、２ｘ_３＝４００μｍと、屈折率整合部材１２として最外被覆１９と同じ程度の屈折率ｎ_４＝１．４７を用いれば、曲率半径ρは１０ｍｍとして算出される。

所定の位置Ａ点は、光線路４の最外被覆１９の側面における、数２、数３及び数４を用いて算出される方向変化角δ_１、δ_２及びδ_３の総和（δ_１＋δ_２＋δ_３）の角度上の位置である。また、所定の角度ζ_３は、数１を用いて算出される所定の位置Ａ点への入射角ζ_３である。例えば、ＪＩＳ記載の「シングルモード光ファイバ素線」であれば、信号光の波長λを１．６５μｍ、曲げ半径ρを１０ｍｍとして、所定位置Ａ点の方向変化角の総和（δ_１＋δ_２＋δ_３）は１９．８°、入射角ζ_３（＝ψ_３）は６８．６°となる。なお、光ファイバ素線の種別（ファイバパラメータ）、曲率半径ρ、及び、信号光の波長λにより、所定の位置Ａ点の方向変化角（δ_１＋δ_２＋δ_３）や入射角ζ_３（＝ψ_３）が異なっていることは言うまでもない。所定の位置Ａ点及び所定の角度ζ_３の原理については後述する。密着させた屈折率整合部材１２からの最外被覆１９に効率よく透過し、その後、最外被覆１９からクラッド２０へ、クラッド２０からコア２１へと最も短い光路で、かつ、全反射することなく入射させ、かつ、コア２１に入射用光ファイバ１４からの信号光をシングルモードで伝搬させることができる。

光線路４の側面より入射された光がコア２１内をシングルモードで伝搬するということは、光線学上、光の可逆性を考えれば、シングルモードで伝搬してきた光が、ある曲がり部分においてコア２１からクラッド２０へ、クラッド２０から最外被覆１９へ、さらに最外被覆から屈折率整合部材１２へと放射される経路とまったく同じである。したがって、コア２１から曲げ部分に放射されていく経路を考察することで、所定の位置や所定の角度の根拠を説明できる。

図３を用いて上述の説明根拠に従うと、直線領域Ｅ部分のコア２１内をシングルモード（伝搬角θ_０）で反射してきた波長λの信号光は、光線路４の曲がり始めた位置のコア２１とクラッド２０との境界で屈折し、Ｃ点へ角度ψ₁で入射する。角度ψ₁はπ／２よりも小さくなっており、信号光はクラッド２０へ角度ζ₁で入射する。クラッド２０へ入射した信号光はＢ点へ角度ψ_２で入射する。角度ψ_２はπ／２よりも小さくなっており、信号光は最外被覆１９へ角度ζ_２で入射する。最外被覆１９へ入射した信号光はＡ点へ角度ψ_３で入射する。角度ψ_３はπ／２よりも小さくなっており、信号光は屈折率整合部材１２へ角度ζ_３で入射する。曲がりによってコア２１、クラッド２０、最外被覆１９及び屈折率整合部材１２の各境界面（Ｃ点、Ｂ点、Ａ点）で臨界角を超えるとその一部がコア２１からクラッド２０へ、クラッド２０から最外被覆１９へ、最外被覆１９から屈折率整合部材１２へと透過される。最終的には、この屈折率整合部材１２の中の放射光路の屈折角が、側面入射における入射角ζ_３（図２の符号１６）と同じになる。ただし、伝搬角θ_０は、開口数に応じてある許容された角度Δθを有することから、入射角ζ_３においてもΔζ_３分の変動を許すことになる。

上記より、所定の位置Ａ点は、光線路４の直線部分Ｅ部分をシングルモードで伝搬してきた信号光が、光線路４の最外被覆１９の側面に最初に到達する位置として計算によって特定することができる。また、所定の角度ζ_３は、光線路４の直線部分Ｅ部分を伝搬し、所定の位置Ａ点に到達した信号光が、光線路４の最外被覆１９から出射する角度ζ_３を計算することによって特定することができる。なお、所定の角度ζ_３は、光線路４を伝搬し、所定の位置Ａ点に到達した光が、光線路４の最外被覆１９から屈折率整合部材１２中に出射する角度である。これら所定の位置Ａ点及び所定の角度ζ_３は実験によっても確かめることができるので、ファイバガイド（図２の符号１５）に誤差が生じた場合でも、その誤差を実験的に補正し、もっとも効率のよい所定の位置及び所定の角度で信号光を入射することができる。

ここで、図３において、点Ｃで反射された（コア２１内にとどまった）信号光は、幾何光線学的には、次のコア２１とクラッド２０との境界点から、点Ｃと同じ割合で透過され、最終的には別の位置で最外被覆１９の外部へ漏洩されていく。曲げ部分が続けば、同じ挙動が複数回繰り返されることになる。このとき、２回目以降の漏洩においても同じ透過率と反射率の割合で屈折が生じることから、最初に漏洩される光の絶対的な透過量が最大となり、２回目以降の放射光は順次小さくなる。

上記では、信号光が漏れる挙動を光線学的に述べたが、入射された光についてもまた同様であり、曲がり部分で複数回の反射と屈折を繰り返し、損失を累積するよりは、各境界面において１回の反射と屈折を経た後、直線領域をシングルモードで伝搬させたほうが、より多くの信号光をコアへ入射することができる。したがって、漏れ光の強度が最大となる最初に到達する位置が、信号光を入射させる所定の位置（Ａ点）として最適である。

次に、図１及び図２を用いて心線対照手順について説明する。まず、特定したい光線路（第一の光ファイバ）４に光側面入射部９を設置する。次に、この光側面入射部９を介して信号光８を光線路４に入射する。信号光は心線対照用光源７によって送出され、通信光よりも波長の長いＦＰ−ＬＤ（Ｆａｂｒｙ Ｐｅｒｏｔ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）、またはＤＦＢ−ＬＤ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｄｉｏｄｅ Ｌａｓｅｒ）などの光に、２７０Ｈｚ程度の強度変調を加え、信号化したものを用いている。通信波長とは異なる波長であることと同時に、長波長光を用いていることから、光側面入射部９で作る曲げ径を緩和し、通信光に対する曲げ損失を最小限にとどめながら信号光８を光線路４のコアに効率的に入射することができる。また、試験光遮断フィルタ２と２’と合わせればインサービス状態においても心線対照することができる。このようにして入射された信号光８を、例えば、光線路４途中のクロージャ内において、心線に所定の曲げを作り（曲げ部１１）、光線路４の側面から信号光８を放射させて受光器１０’で検出したり、あるいはユーザ近くの端末に受光器１０を設置して信号光８を検出したりする。

図４は、本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法又は光ファイバ側方入射装置を用いて得られた信号光の検出結果の一例である。２８は受光器１０で検出された信号光、２９は受光器１０’で検出された信号光である。図４（ａ）は、図２における光線路４の側面から光側面入射部９を用いて信号光８を入射し、光線路４の片端（端末）から受光器１０で信号光８を受信している。また、図４（ｂ）は、光線路４の線路途中に曲げを作り（曲げ部１１）、その側面からの信号光８を受光器１０’で受信している。本図のとおり、いずれも２７０Ｈｚ（３．７ｍｓ周期）の信号光１１が、確実に検出できていることが分かる。なお、このときの光線路４の線路長は３ｋｍで、光側面入射部９における結合損失はいずれも約３８ｄＢであった。

続いて、図５及び図２を用いて、光パルス試験を行う手順について説明する。図５は、本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を光パルス試験に適用したシステムを示す概略構成図である。光パルス試験においても、心線対照と同様に、まず、試験したい光線路４に側面入射部９を設置する。次に、この光側面入射部９を介してパルス試験光８’を光線路４に入射する。パルス試験光８’は光パルス試験器７’によって送出され、心線対照同様、通信光よりも波長の長いＦＰ−ＬＤまたはＤＦＢ−ＬＤなどの光を用いている。通信波長とは異なる波長であることと同時に、長波長光を用いていることから、パルス試験光８’を効率的に入射することができる。また、試験光遮断フィルタ２と２’と合わせれば、インサービスも可能である。このようにして入射されたパルス試験光８’によって、光ファイバの故障位置探査や光線路とユーザ端末との設備故障切り分け等の試験を行うことができる。

図６は、本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を用いて測定されたＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）波形例である。信号光の波長は１．６５μｍ、信号光のパルス幅は１μｓ、平均化回数は２^１６回で行った。本図から分かるように、光線路４の損失分布は、図３に示すＡ点（数１００ｍ）の反射が大きいため、ＯＴＤＲの受光部が飽和し、数１００ｍにわたってすそを引いて、実際の損失分布より大きく測定されている。しかしながら、試験光遮断フィルタ２’からの反射位置を示すピーク３０によって、光線路４の長さである３ｋｍを正確に測定していることが分かる。光線路設備とユーザ端末との設備故障切り分け試験に適用が可能であることが分かる。

以下に、本発明の実施形態に用いた数値について説明する。所定の位置Ａ点及び所定の角度ζ_３の原理について説明する。信号光の波長λを１．６５μｍとし、所定の曲率半径（図３のρ）を１０ｍｍとした場合には、所定の位置（図３のＡ点）が光線路４の凸部の曲がり始める点から１９．８°であり、また、所定の角度（図３のζ_３）が光線路４の凸部の法線方向から６８．６°であることの根拠について説明する。

いま、曲率半径ρに対するＡ点、Ｂ点、Ｃ点での透過率Ｔ_ｉと反射率Ｒ_ｉは、数６と数７で表すことができる（例えば、「光波光学」、コロナ社ｐ．２９〜４２）。ただし、信号光の電界面が入射面に垂直である場合を考察する。

また、図３による幾何学的な計算から、ψ_１とψ_ｉは、数８で与えられ、

また、図３による幾何光学的な計算から、δ_１とδ_ｉ（ｉ＝２、３）は曲率半径ρの関数として数９と数１０で表される。

また、屈折の法則より、ζ_ｉは、数１１で与えられる。

ただし、添字ｉ（ｉ＝１〜３）はそれぞれＡ点、Ｂ点及びＣ点に対応している。

また、入射用光ファイバ１４から入射する信号光の波長λとコア２１でのシングルモード伝搬角θ_０との関係は、グース・ヘンシェンシフトの条件より、数１２で与えられる。

本実施形態では、所定の曲率半径ρで曲げられた光線路４の凸部の所定の位置（Ａ点）に、光線路４の最外被覆１９とほぼ同じ屈折率の屈折率整合部材１２を密着させ、屈折率整合部材１２中において、光線路４の凸部と同一平面上にある入射用光ファイバ１４の端面を、所定の位置（Ａ点）における法線方向より所定の角度ζ_３で光線路４の凸部の側面に近接させ、入射用光ファイバ１４の端面から送出した信号光８を光線路４のコア２１に対して入射させる。所定の曲率半径ρを、入射用光ファイバ１４端面から送出される信号光８に対して、光線路４のコア２１とクラッド２０、クラッド２０と最外被覆１９、および最外被覆１９と屈折率整合部材１２のいずれの境界面においても信号光８が全反射しない曲率半径ρを数１から数５より算出し、光線路４の凸部の所定の位置Ａ点となる方向変化角（δ_１＋δ_２＋δ_３）上の位置、すなわち、光線路４の直線領域をシングルモードで伝搬してきた光が光線路４の凸部の各境界領域で透過（屈折）され、光線路４の最外被覆に最初に到達する位置を数４及び数５より算出し、所定の角度ζ_３を数１より算出し、最終的に光線路４の側面からコア２１に入射した信号光がシングルモードで伝搬するように、所定の曲率半径ρと、光線路４の凸部の所定の位置Ａ点と、所定の角度ζ_３とを、すべてにおいて解を有するように、数１から数５に基づいて決める。

図７は、光線路４の曲率半径ρに対する透過率Ｔ_ｉと反射率Ｒ_ｉとの計算結果の一例である。数６から数８を用いて、屈折率整合部材１２と最外被覆１９（点Ａ、ｉ＝３）、最外被覆１９とクラッド２０（点Ｂ、ｉ＝２）、及び、クラッド２０とコア２１（点Ｃ、ｉ＝１）における曲率半径ρに対する透過率Ｔ_ｉ及び反射率Ｒ_ｉの計算を行った。図７において、２２はＡ点の透過率曲線（破線）、２３はＢ点の透過率曲線（破線）、２４はＣ点の透過率曲線（破線）、２５はＡ点の反射率曲線（実線）、２６はＢ点の反射率曲線（実線）、２７はＣ点の反射率曲線（実線）である。コア２１内の信号光パワーは、規格化されている。なお、計算では、ＪＩＳ記載のシングルモードファイバ素線の構造パラメータであるθ_０＝３．５６°（信号光の波長λは１．６５μｍ）、ｎ_１＝１．４６５、ｎ_２＝１．４６１、ｎ_３＝１．４７、２ｘ_１＝９．０μｍ、２ｘ_２＝１２５μｍ、２ｘ_３＝４００μｍを用いた。また、屈折率整合部材１２として最外被覆１９と同じ程度の屈折率ｎ_４＝１．４７とした。

本図より、例えば通信波長１．５５μｍ帯において、ほとんど損失が生じない１０ｍｍ程度の曲げに対して、１．６５μｍ帯では点Ｃの透過率曲線（破線）より１０％程度の放射（透過）が見込まれる。その他、Ａ点とＢ点については、各層の屈折率がほぼ同じであることから、１０ｍｍ程度の曲げに対しては９５％を超える割合で透過させることが分かる。したがって、コア２１とクラッド２０との境界（Ｃ点）に注意を払えばよい。さらに、曲率半径ρを小さくすれば、その透過率は劇的に大きくなるが、一般的に曲率半径ρが７ｍｍをきる辺りから通信波長１．５５μｍ帯への曲げ損失を考慮して、曲率半径ρを１０ｍｍ程度に設定し、このときの信号光の光線路（図３の符号４）の凸部に入射する所定位置と入射角（図３の符号ζ_３）を求める。

ここで、所定の位置は、光線路（図３の符号４）の直線領域をシングルモードで伝搬してきた信号光が、光線路（図３の符号４）の凸部において、最外被覆１９と屈折率整合部材１２との境界（Ａ点）に最初に到達する位置であり、光線路（図３の符号４）の凸部の曲がり始めてからの角度、すなわち、信号光がコア２１から屈折率整合部材１２に到達するまでに反射や屈折される各境界層（Ａ点、Ｂ点、Ｃ点）間の角度の和（方向変化角：δ_１＋δ_２＋δ_３）として求めることができる。

また、最外被覆１９への入射率を高めるため、最外被覆１９と同じ程度の屈折率（ｎ_４≒ｎ_３）をもつ屈折率整合部材１２を境界面（Ａ点）に密着させた場合、信号光は屈折率整合部材１２側から最外被覆１９へほぼ直進する（ζ_３≒ψ_３）。このとき、光入射用ファイバ１４を点Ａの法線方向に対してψ_３だけ傾ければ、入射用光ファイバ１４から送出された信号光は、効率よく最外被覆１９へと入射されると同時に、コア２１内をシングルモードで伝搬する。

以上、数６から数８を用いて、曲率半径ρが１０ｍｍのときの信号光の所定の位置の方向変化角（δ_１＋δ_２＋δ_３）と入射角（ζ_３≒ψ_３）を求めると、各々１９．８°及び６８．６°が最適であった。このように所定の位置Ａ点及び所定の角度ζ_３を算出することで、図６及び図７に示すような、心線対照信号光の波形やＯＴＤＲ波形を得ることができた。

光ファイバケーブル網の建設・保守における光心線対照又は光パルス試験に利用することができる。

本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を心線対照に適用したシステムを示す概略構成図である。 心線対照に用いた光側面入射部の一例である。 光線路の素線が曲げられた凸部の拡大図である。 本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を用いて測定された心線対照信号光の波形例である。 本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を光パルス試験に適用したシステムを示す概略構成図である。 本実施形態に係る光ファイバ側方入射方法を用いて測定されたＯＴＤＲ波形例である。 曲率半径ρに対する透過率Ｔ_ｉと反射率Ｒ_ｉとの計算結果の一例である。 従来の心線対照例を示す概略構成図である。 従来の光パルス試験例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 所内装置
２、２’ 試験光遮断フィルタ
３ 光カプラ
４ 光線路（第一の光ファイバ）
５ 所外装置
６ 試験光入出力ポート
７ 心線対照用光源
７’ 光パルス試験器
８ 心線対照用光源からの信号光
８’ 光パルス試験器からのパルス試験光
９ 光側面入射部
１０、１０’ 受光器
１１ 曲げ部
１２ 屈折率整合部材
１３ フェルールガイド
１４ 入射用光ファイバ（第二の光ファイバ）
１５ ファイバガイド
１６ 入射角（ζ_３）
１７ 方向変化角（δ_１＋δ_２＋δ_３）
１８ 平面プレート
１９ 光線路（第一の光ファイバ）の最外被覆
２０ 光線路（第一の光ファイバ）のクラッド
２１ 光線路（第一の光ファイバ）のコア
２８ 受光器１０で検出された信号光
２９ 受光器１０’で検出された信号光
３０ 試験光遮断用フィルタからの反射光
Ａ点 光線における屈折率整合部材１２と最外被覆１９との境界点
Ｂ点 光線における最外被覆１９とクラッド２０との境界点
Ｃ点 光線におけるクラッド２０とコア２１との境界点
Ｄ点 光線路４がファイバガイドによって曲がり始めた点
Ｅ部分 光線路（第一の光ファイバ）の直線部分
ρ 光線路（第一の光ファイバ）の曲率半径（光線路４の素線の曲率中心からコア中心までの距離）
ｘ_１ コア２１の外径の半径
ｘ_２ クラッド２０の外径の半径
ｘ_３ 最外被覆１９の外径の半径
ζ_３ Ａ点での信号光の入射角及び屈折角
ζ_２ Ｂ点での信号光の入射角及び屈折角
ζ_１ Ｃ点での信号光の入射角及び屈折角
ψ_３ Ａ点での信号光の屈折角
ψ_２ Ｂ点での信号光の屈折角
ψ_１ Ｃ点での信号光の屈折角
δ_１ 曲がり始めてからＣ点までの各方向変化角
δ_２ Ｃ点からＢ点までの各方向変化角
δ_３ Ｂ点からＡ点までの各方向変化角
θ_０、コア２１でのシングルモード伝搬角
ｎ_１ コア２１の屈折率
ｎ_２ クラッド２０の屈折率
ｎ_３ 最外被覆１９の屈折率
ｎ_４ 屈折率整合部材１２の屈折率

Claims (8)

1. 平面プレートの表面に沿って所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバを保持する第一のファイバガイドと、
   第二の光ファイバを前記平面プレート上で保持し、特定波長の信号光を当該第二の光ファイバに所定の角度から前記第一の光ファイバの側面上の所定の位置に向けて出射させる第二のファイバガイドと、を備え、
   前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径であり、
   前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置であり、
   前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆から出射する角度である
   ことを特徴とする光ファイバ側方入射装置。
2. 前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を充填させる機構が前記平面プレート上に設けられており、
   前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆から前記屈折率整合部材中に出射する角度である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ側方入射装置。
3. 平面プレートの表面に沿って所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバを保持する第一のファイバガイドと、
   第二の光ファイバを前記平面プレート上で保持し、特定波長の信号光を当該第二の光ファイバに所定の角度から前記第一の光ファイバの側面上の所定の位置に向けて出射させる第二のファイバガイドと、を備え、
   前記所定の曲率半径は、数１を用いて算出される入射角ζ_３、ζ_２、ζ_１がいずれもπ／２より小さくなる曲率半径ρであり、
   前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、数２、数３及び数４を用いて算出される方向変化角δ_１、δ_２及びδ_３の総和（δ_１＋δ_２＋δ_３）の角度上の位置であり、
   前記所定の角度は、数１を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ_３である
   ことを特徴とする光ファイバ側方入射装置。
   

   

   

   

   

   

   ただし、ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離であり、２ｘ_１、２ｘ_２及び２ｘ_３は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径、ζ_３、ζ_２、ζ_１、ψ_３、ψ_２及びψ_１は各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角であり、δ_１は前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置（Ｃ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δ_２は当該Ｃ点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置（Ｂ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δ_３は当該Ｂ点から前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に到達する位置（Ａ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、ｎ_１、ｎ_２、ｎ_３及びｎ_４は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率であり、θ_０は前記第一の光ファイバのコアにおける波長λを有する前記信号光のシングルモード伝搬角である。
4. 前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を充填させる機構が前記平面プレート上に設けられており、
   前記所定の角度は、前記屈折率整合部材を通過した前記信号光が数１を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ_３である
   ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ側方入射装置。
5. 前記第一のファイバガイドは第一のＶ溝であり、
   前記第二のファイバガイドは第二のＶ溝又はフェルールガイドであり、
   前記第一のＶ溝と前記第二のＶ溝又は前記フェルールガイドとによって、前記第一の光ファイバ及び前記第二の光ファイバのコア同士を前記平面プレート上から同一高さにある同一平面上に保持する
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ファイバ側方入射装置。
6. 前記屈折率整合部材は、前記第一の光ファイバの側面のマイクロメートルオーダ以下の凹凸を隙間なく埋めるゲル状の屈折率整合剤又は弾性力のあるプラスチック若しくは合成樹脂である
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ファイバ側方入射装置。
7. 平面プレート上に所定の曲率半径で形成されているファイバガイドに第一の光ファイバを設置する光ファイバ設置手順と、
   前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の所定の位置に、当該第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を密着させる屈折率整合部材密着手順と、
   前記第一の光ファイバの前記平面プレートからの高さと同一高さの同一平面上にコアがある第二の光ファイバの端面を、当該屈折率整合部材内の前記所定の位置に、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面の法線方向を基準とした所定の角度の方向から近接させる光ファイバ近接手順と、
   前記第二の光ファイバの端面から送出された特定波長の信号光を、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面から前記第一の光ファイバのコアへ入射させる光入射手順と、
   を有する光ファイバ側方入射方法であって、
   前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径であり、
   前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置であり、
   前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆と前記屈折率整合部材の境界面から前記屈折率整合部材中へ出射する角度である
   ことを特徴とする光ファイバ側方入射方法。
8. 平面プレート上に所定の曲率半径で形成されているファイバガイドに第一の光ファイバを設置する光ファイバ設置手順と、
   前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の所定の位置に、当該第一の光ファイバの最外被覆の屈折率とほぼ等しい屈折率の屈折率整合部材を密着させる屈折率整合部材密着手順と、
   前記第一の光ファイバのコアの前記平面プレートからの高さと同一高さの同一平面上にコアがある第二の光ファイバの端面を、当該屈折率整合部材内の前記所定の位置に、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面の法線方向を基準とした所定の角度の方向から近接させる光ファイバ近接手順と、
   前記第二の光ファイバの端面から送出された特定波長の信号光を、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面から前記第一の光ファイバのコアへ入射させる光入射手順と、
   を有する光ファイバ側方入射方法であって、
   前記所定の曲率半径は、数６を用いて算出される入射角ζ_３、ζ_２、ζ_１がいずれもπ／２より小さくなる曲率半径ρであり、
   前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、数７、数８及び数９を用いて算出される方向変化角δ_１、δ_２及びδ_３の総和（δ_１＋δ_２＋δ_３）の角度上の位置であり、
   前記所定の角度は、数６を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ_３である
   ことを特徴とする光ファイバ側方入射方法。
   

   

   

   

   

   

   ただし、ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離であり、２ｘ_１、２ｘ_２及び２ｘ_３は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径、ζ_３、ζ_２、ζ_１、ψ_３、ψ_２及びψ_１は各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角であり、δ_１は前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置（Ｃ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δ_２は当該Ｃ点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置（Ｂ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δ_３は当該Ｂ点から前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に到達する位置（Ａ点）までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、ｎ_１、ｎ_２、ｎ_３及びｎ_４は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率であり、θ_０は前記第一の光ファイバのコアにおける波長λを有する前記信号光のシングルモード伝搬角である。

Images