JP2754593B2 - Acousto-optical switch and optical pulse tester - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は音響光学光スイッチに係り、特に波長の異な
る複数の光の光路を切りかえ、分離する音響光学光スイ
ッチに関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an acousto-optical switch, and more particularly to an acousto-optical switch that switches and separates the optical paths of a plurality of lights having different wavelengths.

［従来の技術］ 従来の音響光学光スイッチの基本構成を第４図に示
す。従来の音響光学光スイッチは、半導体レーザやLED
の光源10から光を導く入射光用ファイバー11と、これと
対向しある間隔を置いた位置に配置された被測定ファイ
バー13と、これらのファイバー間を光学的に結合するた
めのレンズ12と、これらのレンズ間に位置し光軸を含む
様に配置された音響光学素子３と、被測定ファイバー13
からの反射光が音響光学素子３に入射されて回折された
光を検出する測定ファイバー14からなるものとして知ら
れている。[Prior Art] FIG. 4 shows the basic configuration of a conventional acousto-optical switch. Conventional acousto-optical switches include semiconductor lasers and LEDs.
An incident light fiber 11 for guiding light from a light source 10, a measured fiber 13 disposed at a position facing the fiber 11, and a lens 12 for optically coupling between these fibers, An acousto-optic element 3 located between these lenses and including the optical axis;
It is known as comprising a measuring fiber 14 for detecting light diffracted by the reflected light from the light incident on the acousto-optic element 3.

［発明の解決しようとする課題］ 本発明の目的は、従来技術が有していた以下の問題点
を解消する音響光学光スイッチを新規に提供するもので
ある。[Problem to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to newly provide an acousto-optical switch that solves the following problems of the prior art.

波長の異なる複数の光を波長によってさらに細かく
分離し検出手段へ同時に導く波長分離機能を有する音響
光学光スイッチは従来は存在しなかった。There has been no acousto-optical switch having a wavelength separation function that separates a plurality of lights having different wavelengths into smaller pieces according to the wavelength and simultaneously guides the lights to the detection means.

従来の音響光学光スイッチは、光源からの光を入射
光用ファイバー等の導光手段により導いているので、前
記導光手段による伝送損失や散乱あるいは反射による光
源出力の変動等の問題点を有していた。The conventional acousto-optical switch has a problem that the light from the light source is guided by the light guiding means such as the incident light fiber, and the transmission loss by the light guiding means and the fluctuation of the light source output due to scattering or reflection. Was.

［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、パルス光を被測定用ファイバーへ入射する光源
と、被測定ファイバーからの反射光を回折させる音響光
学素子と、波長により回折角の異なる回折光を同時に検
出する検出手段とからなり、前記検出手段は、前記回折
光をそれぞれ異なる位置へ出射する異波長分解手段と、
異波長分解手段からの出射光を検出するフォトダイオー
ドとを備えることを特徴とする音響光学光スイッチを提
供するものである。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a light source for inputting pulse light to a fiber to be measured and a light reflected from the fiber to be measured are diffracted. An acousto-optic element, and a detecting means for simultaneously detecting diffracted lights having different diffraction angles depending on wavelengths, wherein the detecting means emits the diffracted lights to different positions,
An acousto-optical switch including a photodiode for detecting light emitted from the different wavelength decomposing means.

本発明の音響光学光スイッチとしては、第１図〜第３
図に示すように大出力パルス型の半導体レーザ１を光源
とし、これと対向する位置に光出射端にレンズ内蔵型FC
レセプタクルを設けた被測定ファイバー５を配置し、こ
れらを光学的に結合するためのレンズ２と、被測定ファ
イバー５から反射光の光軸を含むように配置された音響
光学素子３と、音響光学素子３によって回折された波長
の異なる光を同時に検出するフォトダイオード８等の検
出手段よりなるものである。上記各装置を１筐体内に内
蔵すれば、高機能の音響光学光スイッチをコンパクトに
して使用することができる。FIGS. 1 to 3 show an acousto-optical switch according to the present invention.
As shown in the figure, a large-output pulse type semiconductor laser 1 is used as a light source, and a lens-equipped FC is provided at a light emitting end at a position facing the semiconductor laser 1.
A lens 2 for arranging a fiber 5 to be measured provided with a receptacle and optically coupling them, an acousto-optic element 3 arranged to include an optical axis of light reflected from the fiber 5 to be measured, and an acousto-optic It comprises detection means such as a photodiode 8 for simultaneously detecting light having different wavelengths diffracted by the element 3. If the above devices are incorporated in one housing, a high-performance acousto-optical switch can be used in a compact form.

［作用］ 本発明において、大出力パルス型の半導体レーザのレ
ーザパルスを被測定ファイバー５へ入射し、被測定ファ
イバーからの反射光を、音響光学素子により回折され
る。波長の異なる複数の反射光は、音響光学素子によ
り、回折角の異なる複数の回折光として回折され、検出
手段に入射する。[Operation] In the present invention, a laser pulse of a high-output pulse type semiconductor laser is incident on the fiber to be measured 5, and the reflected light from the fiber to be measured is diffracted by the acousto-optic element. The plurality of reflected lights having different wavelengths are diffracted by the acousto-optic device as a plurality of diffracted lights having different diffraction angles, and are incident on the detecting means.

［実施例］ 本発明の３つの実施例を第１図〜第３図に示す。光源
は大出力パルス型の半導体レーザ１であり、半導体レー
ザ１単体で使用することが望ましい。本発明の音響光学
光スイッチは、被測定ファイバー５中の破断箇所、接続
箇所等を検出する光パルス試験器に用いられるものであ
る。半導体レーザ１のパルスレーザはレンズ２によって
集束され、未駆動の音響光学素子３を透過し被測定ファ
イバー５へ入射する。被測定ファイバー５の端部にはレ
ンズ内蔵型FCレセプタクル４が接続されており、内蔵し
たレンズにより被測定ファイバー５からの入出射光の集
束を行なう。被測定ファイバー５に入射したパルスレー
ザはファイバー内においてファイバー物質による後方散
乱及び破断箇所、接続箇所でフレネル反射を起こし、散
乱光及びフレネル反射光の一部は被測定ファイバー５か
ら反射光として出射する。[Embodiments] FIGS. 1 to 3 show three embodiments of the present invention. The light source is a high output pulse type semiconductor laser 1, and it is desirable to use the semiconductor laser 1 alone. The acousto-optical switch according to the present invention is used for an optical pulse tester that detects a broken point, a connection point, and the like in the measured fiber 5. The pulse laser of the semiconductor laser 1 is focused by the lens 2, passes through the undriven acousto-optic element 3, and enters the fiber 5 to be measured. A lens built-in type FC receptacle 4 is connected to the end of the measured fiber 5, and the built-in lens focuses the incoming and outgoing light from the measured fiber 5. The pulse laser that has entered the fiber 5 to be measured causes back scattering by the fiber material and Fresnel reflection at the break point and the connection point in the fiber, and a part of the scattered light and the Fresnel reflected light is emitted as reflected light from the fiber 5 to be measured. .

前記反射光は、駆動されている音響光素子３によって
回折され検出手段へと入射する。検出手段へ入射した光
はその強度に比例した電気信号に変換され測定装置へ導
びかれ、被測定ファイバーのあらゆる場所での反射光の
強度が測定される。このとき、波長が異なる反射光は、
回折角の異なる複数の回折光として回折される。図中破
線及び１点鎖線は回折角の異なる２つの回折を表わす。
検出手段としては、第１図に示すような２つの回折光を
異波長分解プリズムによりさらに分離しそれぞれ異なる
位置に出射してフォトダイオード８により検出する手段
としている。フォトダイオード８の反射光入射面の前面
には、光を集光する連続的屈折率分布型微小レンズ等を
用いても良い。吸収板９は、回折光のうち入射光と同じ
波長をもつ後方散乱光等を吸収するものである。The reflected light is diffracted by the driven acousto-optic device 3 and enters the detection means. The light incident on the detecting means is converted into an electric signal proportional to the intensity thereof, guided to the measuring device, and the intensity of the reflected light everywhere on the measured fiber is measured. At this time, the reflected light having different wavelengths is
The light is diffracted as a plurality of diffracted lights having different diffraction angles. In the figure, a broken line and a chain line represent two diffractions having different diffraction angles.
As the detecting means, two diffracted lights as shown in FIG. 1 are further separated by different wavelength resolving prisms, respectively emitted to different positions, and detected by the photodiode 8. On the front surface of the reflected light incident surface of the photodiode 8, a continuous refractive index distribution type minute lens or the like for condensing light may be used. The absorbing plate 9 absorbs back-scattered light having the same wavelength as the incident light among the diffracted lights.

第２図と第３図にもう２つの実施例を示す。被測定フ
ァイバー５からの反射光は、音響光学素子によって回折
され、三角プリズム21によって異波長分解手段である異
波長分解フィルタ22へ入射する。異波長分解フィルタ22
は、ある波長帯域の光を透過あるいは反射させその他の
帯域の光は反射あるいは透過させる機能を有する。異波
長分解フィルタ22を透過あるいは反射した光は、バンド
パスフィルタ23によりさらに狭い帯域の光のみ透過し、
所定の帯域の光がフォトダイオード８で検出される。第
２図に示した実施例では、所定の２つの帯域の光を検出
するように１つの異波長分解フィルタ22を用いたもので
あり、第３図に示した実施例では、所定の３つの帯域の
光を検出するよう２つの異波長分解フィルタ22を用いた
ものである。2 and 3 show another embodiment. The reflected light from the fiber 5 to be measured is diffracted by the acousto-optic element, and enters the different wavelength resolution filter 22 as different wavelength resolution means by the triangular prism 21. Different wavelength resolution filter 22
Has a function of transmitting or reflecting light in a certain wavelength band and reflecting or transmitting light in other bands. The light transmitted or reflected by the different wavelength resolution filter 22 is transmitted by the bandpass filter 23, and only light in a narrower band is transmitted.
Light in a predetermined band is detected by the photodiode 8. In the embodiment shown in FIG. 2, one different wavelength resolution filter 22 is used to detect light in two predetermined bands, and in the embodiment shown in FIG. In this embodiment, two different wavelength resolution filters 22 are used to detect light in the band.

上記３つの実施例中のレンズ２は、球レンズ、非球面
レンズ、連続的屈折率分布型微小レンズ、通常のレンズ
でも良く、半導体レーザ１あるいは被測定ファイバー５
と１体的に取り付けたものを使用しても良い。その場
合、焦点距離を微調整できるような機構を有するもので
あれば好ましい。また、フォトダイオード８は光の強度
に比例したレベルの電気信号を検出するものであるが、
光電管、太陽電池等の光電変換手段であっても良い。半
導体レーザ１のパルスレーザは音響光学素子３を通じて
被測定ファイバー５へ入射するが、音響光学素子３を通
過せずに入射しても良い。その場合、ミラー，ハーフミ
ラー，プリズム等を使用し、光路を調整することもでき
る。The lens 2 in the above three embodiments may be a spherical lens, an aspherical lens, a continuous refractive index distribution type micro lens, or an ordinary lens.
The one attached integrally may be used. In that case, a device having a mechanism capable of finely adjusting the focal length is preferable. The photodiode 8 detects an electric signal at a level proportional to the light intensity.
It may be a photoelectric conversion means such as a photoelectric tube or a solar cell. The pulse laser of the semiconductor laser 1 is incident on the fiber 5 to be measured through the acousto-optic element 3, but may be incident without passing through the acousto-optic element 3. In that case, the optical path can be adjusted by using a mirror, a half mirror, a prism, or the like.

本発明の音響光学光スイッチは、各部品あるいは各装
置を１筐体内に収納することにより、高機能でコンパク
トな光スイッチとして使用することができる。The acousto-optical switch of the present invention can be used as a high-performance and compact optical switch by housing each component or each device in one housing.

［発明の効果］ 本発明は、従来、反射光検出機構が１つしかなかった
光スイッチでは検出することのできなかった、波長の異
なる複数の反射光の検出を同時にしかも別々に行なうこ
とが可能になるという優れた効果を有する。また、大出
力パルス型の半導体レーザからのレーザパルスを、被測
定ファイバーに、半導体レーザ出力の変動を伴うことな
く入射させることができ、又、被測定ファイバーからの
反射光を正確に測定することができるという効果も有す
る。According to the present invention, it is possible to simultaneously and separately detect a plurality of reflected lights having different wavelengths, which cannot be detected by an optical switch having only one reflected light detecting mechanism. Has an excellent effect. In addition, a laser pulse from a high-output pulse type semiconductor laser can be made incident on the fiber to be measured without fluctuation of the semiconductor laser output, and the reflected light from the fiber to be measured can be accurately measured. It also has the effect that it can be done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図〜第３図は本発明の３つの実施例を示し、それぞ
れ異波長分解フィルタを有する音響光学光スイッチの基
本構成の平面図であり、第４図は従来の音響光学光スイ
ッチの基本構成の平面図である。 １……半導体レーザ、２……レンズ ３……音響光学素子、５……被測定ファイバー ７……異波長分解プリズム ８……フォトダイオードFIGS. 1 to 3 show three embodiments of the present invention, each of which is a plan view of a basic configuration of an acousto-optical switch having different wavelength resolution filters, and FIG. It is a top view of a structure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Lens 3 ... Acousto-optic element, 5 ... Fiber to be measured 7 ... Different wavelength resolution prism 8 ... Photodiode

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】パルス光を被測定ファイバーへ入射する光
源と、被測定ファイバーからの反射光を回折させる音響
光学素子と、波長により回折角の異なる回折光を同時に
検出する検出手段とからなり、前記検出手段は、前記回
折光をそれぞれ異なる位置へ出射する異波長分解手段
と、異波長分解手段からの出射光を検出するフォトダイ
オードとを備えることを特徴とする音響光学光スイッ
チ。A light source for injecting pulsed light into a fiber to be measured, an acousto-optic device for diffracting light reflected from the fiber to be measured, and a detecting means for simultaneously detecting diffracted lights having different diffraction angles depending on wavelengths, The acousto-optical switch according to claim 1, wherein the detecting means includes different wavelength decomposing means for emitting the diffracted light to different positions, and a photodiode for detecting light emitted from the different wavelength decomposing means. 【請求項２】請求項１記載の音響光学光スイッチを用い
た光パルス試験器。2. An optical pulse tester using the acousto-optical switch according to claim 1.