JP3908414B2 - 偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パンダファイバなどの偏波保持ファイバにコネクタを取り付ける際に、その偏波保持ファイバの軸角度が、伝送される直線偏光に適合するようにとりつける方法及びその装置に関するものであり、さらに詳しくは、コネクタを構成するアダプタの基準位置に対し、プラグが保持する偏波保持ファイバの軸角度を調整するためにキーを調整する方法及びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5はコア2の両側にクラッド3とは熱膨張係数の異なる一対の応力付与材4(4A ,4B )を設けることにより、クラッド3を介してコア2に応力を付加するように形成されたパンダファイバと呼ばれる偏波保持ファイバの断面図である。 このパンダファイバの場合、コア2及びクラッド3の中心OC と応力付与材の中心OA ,OB とがX軸上に並んでいるので、コア2にはY軸に対して対称な応力が付与される。したがって、この偏波保持ファイバ1を伝搬するのは、X軸又はY軸方向に振動する直線偏光が主体となる。
したがって、このような偏波保持ファイバを効率よく接続するためには、シングルモードファイバのような点対称性のファイバを接続する場合のようにコアの中心軸を一致させるだけではなく、相互の主軸の方向(偏波の振動方向)が一致するように接続することが求められる。以下、偏波保持ファイバの主軸がアダプタの基準位置(例えば、アダプタキー部とアダプタの中心を結ぶ軸方向)に対してなす角度を「軸角度」という。
【0003】
ところで、偏波保持ファイバの接続は、シングルモードファイバなどと同様、図3に示すようなコネクタを用いて行われる。
図3(a)は、パンダファイバ1を内包するパンダファイバコード5,5を接続するコネクタ20の一例の説明図であり、同図(b)はパンダファイバコード5のX−X断面矢視図である。
コード5は、パンダファイバ1上にジャケット6、ケブラーなどの補強繊維7及びプラスチックシース8を順次施してなる。
また、コネクター20は、アダプタ30とこれに結合可能に形成されたプラグ40,40からなる。その構造の詳細は後述するが、コード5の接続端部のシース8を剥離し、ケブラー7を除去して、これをフェルール41に挿入し、プラグの中子42にセットしたものを、アダプダ30に両側から挿入し、ハウジング43の結合部43aをアダプターのハウジング33の結合部34に螺合させると両側のプラグ40,40に内蔵されたパンダファイバ1,1がアダプタ内の後述するスリーブ内で当接するようになっている。
しかし、このようなコネクタを用いてアダプタ30に両側からファイバ1を内蔵したプラグ40を差し込むだけでは、コア2同士はほぼ中心位置で当接するが、主軸の方向を合わせることにはならない。
【0004】
そこで、このようなコネクタ20を用いてパンダファイバ1を接続する際、従来は例えば、アダプタ30の結合部34に設けられたアダプタキー部37を基準にして、図5のようなパンダファイバのコア2、応力付与材4A ,4B の中心OC ,OA ,OB を結ぶ直線の方向又はそれに直交する方向の延長線上にくるように向けて軸合わせをしていた。
その固定方法としては、アダプタキー部37に一致させるべき中子42の外周上の位置に印をつけておき、プラグの中子42上に軸方向及び円周方向に摺動可能なプラグキー45を、その結合部46が印をつけた位置と一致するように嵌め込み、しかるのち接着剤を用いてプラグキー45を中子42に接着させていた。このようにして固定したプラグキー45の結合部46がアダプタのキー部37と嵌合するように両側のプラグ40,40を差し込むとフェルール41先端のパンダファイバ1の端面の軸角度が一致する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、次のような問題がある。
▲1▼ 目視で判定するので、軸角度を精密に合わせることができない。
▲2▼ また、端面の状態だけで判定するので、ファイバの長手方向に捻回歪みが残っている場合、端面だけが合っていてもそれが最適であるといえない場合もある。
▲3▼ さらに、パンダファイバの端面自体も図5のように応力付与材4A ,4B がコア2に対して正確な点対称に形成されているとは限らない。
例えば、図6に示す例では、コア12と応力付与材14A の中心間の距離OC ′−OA ′よりもコア2と応力付与材14B の中心間の距離OC ′−OB ′の方が大きくなっている。また、コア2の中心OC ′は応力付与材14A ,14B の中心0A ′,OB ′を結ぶ直線X′上にない。すなわち応力付与材14A ,14B はコア2に対して点対称をなさない。また、OA ′−OB ′間の中心OD ′を通ってX′軸に垂直な軸をY′とすると、X′軸とY′軸の交点OD ′は、コア2の中心OC ′と一致せず、X′軸,Y′軸は、X軸,Y軸に対して、角度θ′だけ傾いている。したがって、応力付与部材14A ,14B は、Y軸に対して線対称でもない。このようなパンダファイバ11を図5に示すような点対称なパンダファイバ1と接続する場合、目視によりX′軸がX軸に、Y′軸がY軸に平行になるように軸角度合わせをしてもそれで偏波面が一致するとはいえない。
【0006】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、偏波保持ファイバに対称性がない場合や、長さ方向に撚回歪みが残っている場合でも、接続された偏波保持ファイバの軸角度を実質的に精度よく調整できる偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法の提供を課題とする。
【0007】
また、軸角度の調整がさらに精度よくかつ効率よくできる偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法の提供を課題とする。
【0008】
また、軸角度の調整がより正確に行われる偏波保持ファイバ用コネクタの調整方法の軸角度の調整がより正確に行われる偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法の提供を課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、アダプタとプラグから成り、前記アダプタの基準位置に対し、プラグが保持する偏波保持ファイバの軸角度を調整するキーを有する偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法であって、
前記コネクタのキーは、前記アダプターのハウジングに設けられたアダプタキー部と、プラグに装着して前記アダプタキー部と結合できるように形成されたプラグキーとから成り、
前記アダプタの入射側に用いられるプラグ付きマスター偏波保持ファイバを介して出射される光のクロストークが最小となるように予めクロストーク測定系を調整する第1のステップと、
前記プラグ付きマスター偏波保持ファイバにアダプタを介してキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバを接続し、前記調整されたクロストーク測定系によって、前記接続されたキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバにマスター偏波保持ファイバ側から直線偏光を入射させて出射光のクロストークを測定し、そのクロストークが最小となるように前記キー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバの軸角度を調整してその位置で前記アダプタとの相対位置が固定できるように前記プラグキーを装着し、前記プラグに固定する第2のステップとを有することを特徴とする。
これにより、軸角度の調整が精度よく且つ効率よくできる。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法において、
前記第2のステップは、前記キー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバの出射端側プラグのプラグキーを調整する過程と、アダプタに接続する側のプラグのプラグキーを調整する過程とを、クロストークの測定値が最小値に安定するまで交互に繰り返すことにより最適位置に調整することを特徴とする。
これにより、軸角度の調整がより正確にできる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法及び調整装置の説明図である。
先ず調整装置の概要について説明すると、図1において、50は、CW発光型レーザダイオードなどの光源(以下「LD光源」という)、60は、偏光手段で、株式会社応用光電研究室製の偏波面回転モジュールなどが用いられる。70は、クロストーク測定器で、例えば安藤電気社製のクロストーク測定器などが用いられる(以下、これらの装置をまとめて「クロストーク測定系」という)。
【0015】
偏波面回転モジュール60は、偏光子61と半波長板などのファラデー回転子62を備えており、LD光源の光から特定の振動方向の光を偏光子61によって分離し、直線偏光とする。そして、この偏光子61から出射される直線偏光の偏波面がファラデー回転子62によって任意の角度に回転されるようになっている。出力端子30P は、コネクタ20のアダプタ30と同様の構造を有し、プラグ40と着脱可能に形成されている。
【0016】
また、クロストーク測定器70の入力端子30C もコネクタ20のアダプタ30と同様の構造を有し、プラグ40と着脱可能に形成されている。
入射された直線偏光は検光子71を介してパワーメータ72に受光される。
制御部73は、検光子71を回転させる検光子制御部、回転角ごとの受光量などのデータを記憶するデータ記憶部や、後述する各種モードのプログラムを記憶するプログラム記憶部、受光量が最大になる角度を主軸の角度と判定し、その主軸がY軸となす角度を演算し、また前記受光量の最大値の最小値に対する比、すなわち消光比又はその逆数であるクロストークを演算する演算部などからなり、演算された軸角度や消光比を表示部74に表示させる。
75は、モードの選択をするファンクションキー、測定データを記憶部に記憶させたり、呼び出したりするデータキーなどを有する操作部である。
【0017】
操作部75には、制御部73のプログラム記憶部から次の六つのプログラムを選択するファンクションキーが設けられている。
(1) クロストークオート1:偏波保持ファイバのクロストークとファイバの主軸の位置を自動的に検出する(偏波保持ファイバの主軸がプラグキーの結合部とおよそ合っているときに設定する)。
(2) クロストークオート2:偏波保持ファイバのクロストークとファイバの主軸の位置を自動的に検出する(偏波保持ファイバの主軸がわからないときに設定する)。
(3) クロストークマニュアル:入射する光から検出する光の偏波面を決める検光子を手動で任意の角度に設定する。また、そのときの受光量を測定する。
(4) 受光オート1:開始角度、ステップ角度、測定数を設定することによって、検光子を設定通りに回転し受光量を測定する。
(5) 受光オート2:任意の入射光の偏波状態(軸角度と消光比)を自動的に測定し、それぞれの値をパネルに表示する。
(6) 受光マニュアル:検光子を任意の角度に設定し、そのときの受光量を測定する。
上記のモードの選択は、モードキーでクロストークモードか受光モードかを選択し、セレクトキーでオート測定1,オート測定2,マニュアル測定のいずれかを選択することによって行われる。
【0018】
次に、図4に基づいて、キーを調整するコネクターの構造例について説明する。
概要は図3に基づいて説明したとおりである。
図4において、図4(a) はアダプタの縦断面図、同図(b) はそのA−A断面矢視図、同図(c) はプラグの縦断面図、同図(d) はそのB−B断面矢視図、同図(e) はプラグキーの斜視図である。
図4(a) ,(b) において、アダプタ30は、円筒状のスリーブ31、中子32、ハウジング34からなり、ハウジング34及び中子32はそれぞれ左右のエレメント34L ,34R 及び32L ,32R からなる。
スリーブ31上に左右から中子32L ,32R を嵌め込み、その上にハウジング34L ,34R をその底部で中子の鍔部33L ,33R を挟着するようにしてハウジングの鍔部35L ,35R を孔38にビス39を通して締結してある。
ハウジング34の先端部36(36L ,36R )には、その一部を切り欠いて、後述するプラグキーと結合するアダプタキー部37が設けられている。
【0019】
図4(c) ,(d) ,(e) において、プラグ40は、予めパンダファイバコード5の接続端部に装着した円筒状のフェルール41と、その上に嵌合した中子42とハウジング43とカバー44とを具備している。中子42は前部42A と後部42B との螺合により形成され、図では中子42の前部42A 外周上に着脱可能なプラグキー45が装着された状態が示されている。
フェルール41の鍔部41aと中子42の係合部42bとの間にはスプリング49が設けられ、このスプリング49によってフェルール41の鍔部41aは、アダプタ30のスリーブ31方向へ付勢され、かつ中子42の係合部42aと係合する。また、中子42とハウジング43とは、それぞれの係合部42C ,43C で係合している。
このプラグ40をフェルール41がスリーブ31内に嵌合するようにアダプタ30に挿嵌し、ハウジングの把持部43bを把持して結合部43aをアダプタ30の結合部36R に螺合する。
【0020】
図4(e) において、プラグキー45は、スリット48を有する円筒状の本体47の先端に突出する結合部46を設けたものであり、この結合部46の幅はアダプタ30のハウジングの先端部36に設けられた切り欠き部であるアダプタキー部37の幅にほぼ等しく形成されている。また、本体47は中子42上に嵌着しうる内径を有している。このアダプタキー部37とプラグキー45とでコネクターのキーが構成され、後述するように、軸合わせしたときにアダプタキー部37に対応する中子42の円周上の位置にプラグキーの結合部46が接着剤で固定される。
【0021】
次に、このコネクタのキーの調整方法について述べる。
先ず、図1(a) に基づいて、例えばパンダファイバ1(図5参照)をマスター偏波保持ファイバとし、このマスタ偏波保持ファイバ1を介して出射される光のクロストークが最小となるようにクロストーク測定系を調整する第1のステップについて述べる。
(1) パンダファイバ1にプラグ401L,401Rを取り付ける。そして、図1(a) に示すように、パンダファイバ1の左端に取り付けたプラグ401Lを偏光手段である偏波面回転モジュール60の出力端子30P に結合し、右端に取り付けたプラグ401Rをクロストーク測定器70の入力端子30C に取り付ける。
(2) 偏波面モジュール60の小ネジを調整し、ファイバの光軸を合わせ、クロストーク測定器70の受光量が最大になる点に調整する。
(3) クロストーク測定器70の操作部75で受光マニュアルモードを選択し、検光子71の角度を90度(Y軸方向)に合わせる。
(4) 偏波面回転モジュール60の偏光子を回転させて、クロストーク測定器70の消光比が最大(クロストークが最小)になるよう調整する。
以上のステップにより、偏波面モジュール60の出射光の偏波面がマスター偏波保持ファイバの主軸に一致する。
【0022】
次に、図1(b) に基づいて、コネクタ20を用いて、マスター偏波保持ファイバ1と別の偏波保持ファイバを接続する際のコネクタ20のキーを調整する第2のステップについて、説明する。
(5) 先ず、マスター偏波保持ファイバ1の右端のプラグ401Rを外し、アダプタ30の左側部分30L に接続する。そして、例えばパンダファイバ11(図6参照)を試料ファイバとして、その左右両端にプラグキー45が未装着の調整対象プラグ4011L ,4011R を取り付ける。この調整対象プラグ付きパンダファイバ11の端面を顕微鏡で観察し、応力付与材14a,14bの中心軸を結ぶ直線X′上の中子42の周上に目印をつける。
(6) この目印の位置が、アダプタキー部37のところにくるように、アダプタ30R にパンダファイバ11の左端に取り付けたプラグ4011L を挿入し、右端のプラグ4011R をクロストーク測定器70の入力端子30C に接続する。
(7) この状態で、プラグ4011L をファイバ軸の周りに回転させながら受光量を測定し、最小になる点で止める。
(8) 次に、この状態でプラグ4011R をファイバ軸の周りに回転させながら受光量を測定し、最小になる点で止める。
(9) さらに、(7) 、(8) を繰り返し受光量を最小にする。
(10) クロストーク測定器の操作部75のファンクションキーでクロストークオート2を選定し、軸角度が180±3度で消光比が25dB以上であることを確認する。
(11) その状態で、アダプタ30のキー溝位置に対応するプラグ4011L の中子42上にマジックインクで目印を付ける。
(12) しかるのちプラグ4011L を外し、プラグキー45をその結合部46が前記目印の位置にくるように装着し接着剤で固定する。
(13) 接着剤が硬化しないうちに、パンダファイバ11の両端のプラグの接続を逆にし、プラグ4011L をクロストーク測定器の入力端子30C に、プラグ4011R をアダプタ30R に接続し、(6) 〜(11)を繰り返す。なお、この際プラグ4011L の方は既にプラグキー45が装着され接着剤で固定しているので、最終の微調整のみとし、大きくは回転させない。こうして、プラグ4011R の目印をつけた位置にプラグキーを装着し、接着剤で固定する。
(14) プラグキー45が中子42に固定されたことを確認し、マジックインクの目印をアルコール等で拭き取る。
【0023】
上記は、(5) 、(6) から明らかなように、応力付与材の中心OA ′とOB ′を結ぶ直線X′をX方向の主軸として調整したものであるが、前記中心OA ′とOB ′間を2等分する垂線Y′をY軸方向の主軸と仮定して、その垂線上の中子上に目印をつけ、キーを調整することもできる。
この場合は、
イ、上記(3) において検光子の角度を0度方向に合わせる。
ロ、(5) でY′方向に目印をつける。
ハ、(10)で角度90±3度、25dB以上の消光比が出ていれば良い。
【0024】
調整を終えたキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバはアダプタから外し、順次他のキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバを取り付けてキーを調整する。このように調整された偏波保持ファイバは、すべてマスター偏波保持ファイバの主軸と一致する方向にプラグキーが設定されているので、調整された偏波保持ファイバ相互の間でも軸角度が一致する。
【0025】
以上の例では、マスター偏波保持ファイバについてまず調整を行ってから、そのマスター偏波保持ファイバの軸角度と軸角度が一致するようにプラグキーの位置を設定したが、任意の2本のキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバについて両方とも端面の目視により、おおよそ軸角度を合わせて、アダプタで接続したのち、第1のステップと第2のステップとを連続して行うようにしてもよい。
単に目視で合わせるだけよりも、コネクタによって接続された偏波保持ファイバのクロストークが最小となるようにキーを調整するので、軸角度がより正確に一致する。
ただし、この方法では、第1のステップで行う偏波面回転モジュール60の偏光子の回転角度の調整を2本のキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバを接続した状態で行うため、前述の方法よりも調整がややむずかしくなる。
【0026】
図2は、一部自動化した偏波保持ファイバ用コネクタのキー調整装置の説明図である。
図2において、図1(b)に示す装置と異なるところは、プラグ40を回転駆動する回転駆動手段80とこれを制御する制御手段90を設けた点にある。
回転駆動手段80は、例えばサーボモータ81、カップリング82、駆動平歯車83及びこれと対をなすプラグ把持歯車84からなる。プラグ把持歯車84は把持部84aを有し開閉可能にプラグ4011L を把持する。アダプタ20は図示しない固定台に固定され、駆動歯車83は、セットされたプラグ把持歯車84に噛合・離脱自在に移動する移動台に固定されている。制御手段90はクロストーク測定器70の制御部73及びサーボモータ81の検出部に接続され、制御部73によって検知される受光量又はクロストークなどの信号とサーボモータ81の検知部からの信号を比較し、受光量又はクロストークが小さくなる方向へサーボモータ81を回転させる信号を送る。前述の手順によりプラグ4011L のキー調整が終わったら、プラグ4011R に把持歯車84を付け替え同様に駆動歯車83をセットしてキー調整を行う。
このキー調整装置を用いれば、前記キー調整手順の第2のステップが半自動的に行われるので、軸角度の調整が容易である。
【0027】
【発明の効果】
以上に述べたとおり、請求項1記載の発明によれば、
コネクターによって接続された偏波保持用ファイバのクロストークを測定し、そのクロストークが最小となるようにキーを調整して固定するので、偏波保持ファイバに対称性がない場合や長さ方向に撚回歪が残っている場合でも軸角度の調整を精度よく行うことができるという効果がある。
【0028】
また、同じマスター偏波保持ファイバを用いれば、2本目以降のキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバについては、前記第1のステップを省略し、第2ステップだけを行えばよいので、軸角度の調整を効率よく行うことができる。
【0029】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の効果に加えて、
前記キー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバの出射端側プラグのプラグキーを調整する過程と、アダプタに接続する側のプラグのプラグキーを調整する過程とを交互に繰り返すことにより、軸角度の調整をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の偏波保持ファイバ用コネクタのキー調整方法及び調整装置の説明図である。
【図2】本発明の偏波保持ファイバ用コネクタの別のキー調整方法及び調整装置の説明図である。
【図3】コネクタによる偏波保持ファイバコードの接続方法の説明図である。
【図4】キー調整対象コネクタの説明図である。
【図5】パンダファイバの断面図である。
【図6】パンダファイバの断面図である。
【符号の説明】
1,11 偏波保持ファイバ(パンダファイバ)
2,12 コア
3,13 クラッド
4,14 応力付与材
5,15 偏波保持ファイバコード(パンダファイバコード)
6,16 ジャケット
20 コネクタ
30 アダプタ
31 スリーブ
32 アダプタの中子
34 アダプタのハウジング
37 アダプタキー部
40 プラグ
41 フェルール
42 プラグの中子
43 プラグのハウジング
45 プラグキー
46 プラグキーの結合部
50 光源
60 偏光手段
70 クロストーク測定器
80 回転駆動手段
90 制御手段
Claims (2)
- アダプタとプラグから成り、前記アダプタの基準位置に対し、プラグが保持する偏波保持ファイバの軸角度を調整するキーを有する偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法であって、
前記コネクタのキーは、前記アダプターのハウジングに設けられたアダプタキー部と、プラグに装着して前記アダプタキー部と結合できるように形成されたプラグキーとから成り、
前記アダプタの入射側に用いられるプラグ付きマスター偏波保持ファイバを介して出射される光のクロストークが最小となるように予めクロストーク測定系を調整する第1のステップと、
前記プラグ付きマスター偏波保持ファイバにアダプタを介してキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバを接続し、前記調整されたクロストーク測定系によって、前記接続されたキー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバにマスター偏波保持ファイバ側から直線偏光を入射させて出射光のクロストークを測定し、そのクロストークが最小となるように前記キー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバの軸角度を調整してその位置で前記アダプタとの相対位置が固定できるように前記プラグキーを装着し、前記プラグに固定する第2のステップとを有することを特徴とする偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法。 - 請求項1記載の偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法において、
前記第2のステップは、前記キー調整対象プラグ付き偏波保持ファイバの出射端側プラグのプラグキーを調整する過程と、アダプタに接続する側のプラグのプラグキーを調整する過程とを、クロストークの測定値が最小値に安定するまで交互に繰り返すことにより最適位置に調整することを特徴とする偏波保持ファイバ用コネクタのキーの調整方法。
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