JPH03144337A - 光ファイバの特性測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、光ファイバの伝送損失測定等の特性測定方
法に係り、特に多成分系光フアイバ等屈折率の大きな光
ファイバの特性測定方法に関する。

［従来の技術及び発明が解決すべき課題］例えば、第９
図に示すように光源１０からの光を光ファイバ４０によ
って伝送し、その出射端Ｐ、に接続されたパワーメータ
５０で伝送損失を測定する場合、カットバック法により
光源から所定路離の位ｆｉ！　Ｐ　ｓを切断し、位置Ｐ
、における出力とＰ、における出力を比較する。この場
合、一般にマルチモード光ファイバの伝送損失は入射励
振条件に大きく依存するため入射する光のモードを規定
することが重要であり、石英系マルチモード光ファイバ
では入射励振条件が標準化されている。

しかし、ステップインデックス型の多成分系光ファイバ
など大口径の高ＮＡファイバにおいては、屈折率差が大
きいため光の閉じ込めが強く、いろいろなモードの光が
生じ、標準の励振条件を作ることが困難であった。この
対策として光源から入射端の間に例えば５００ｍ〜１ｋ
ｇ＋の長尺のダミーファイバを用い、定常モードを作り
出す方法がある。

定常モードの光を用いた場合には入射端と出射端のモー
ド分布が一致するので正確な測定が可能となるが、この
場合ダミーファイバを伝送する間に光のパワーが低下し
、入射端での出力が低いため、測定できる範囲が限られ
るという難点がある。

［発明の目的］ この発明は、このような従来の問題点を解決し、定常モ
ードに極めて近いモードの入射光を作ることができ、こ
れによって屈折率差の大きいマルチモード光ファイバで
あっても正確に特性測定できる方法を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明の光ファイバの特性測
定方法は、光ファイバの入射端と出射端における光出力
を比較してその特性を測定するに際し、光ファイバを８
の字に巻き付けてなるモードスクランブラにより光源光
を安定したモード分布とした後、モードフィルタを通過
させて前記安定したモード分布の光を実質的に定常モー
ド分布として前記光ファイバの入射端に入射するように
したものである。

［実施例］ 第１図は本発明の光ファイバの特性測定方法を適用する
ための光フアイバ測定装置の一実施例を示す図であり、
光源１、モードスクランブラ２及びモードフィルタ３か
ら成る光フアイバ励振器とパワーメータ５から成る。光
励振器を構成する光ファイバは、伝送損失等を測定すべ
き被測定光ファイバ４と同様のもので、例えば高開口数
（例えばＮＡ＝０．５）　、大口径（例えばコア径２０
０μｍ。

クラツド径２５０μｍ）の多成分系光ファイバから成る
。

被測定光ファイバ４の入射端４ａはこのような光フアイ
バ励振器のモードフィルタ３に接続されており、出射端
４ｂはパワーメータ５に接続されている。光源ｌはＬＥ
Ｄ光源および分光器等任意の光源を用いることができる
。

モードスクランブラ２は第２図に示すように光ファイバ
を多数回８の字に巻き付けたもので、多成分系光フアイ
バ内の複数モード間で光パワーの相互伝達を引き起こし
実効的にモードをスクランブルし、光源１の開口数（Ｎ
Ａ）に依存しない安定したモード分布を得ることができ
る。

第３図に入射光源のＮＡを変えて入射した場合の出射端
のファーフィールドパターン（Ｆ　Ｆ　Ｐ）を測定した
結果を示す。同図からも明らかなように、巻き付は回数
を多くした場合、ＦＦＰピークの５０％値は入射光源の
ＮＡに関係なく、一定値に収束し、モードスクランブラ
によって安定したモード分布が得られることがわかる。

モードスクランブラ２の巻き付は回数はＮＡ＝０．５、
口径２００／２５０の多成分系光ファイバの場合、１５
０タ一ン以上必要である。但し、巻き付は回数が多すぎ
ると伝送損失増加が増えるので、２００タ一ン程度が好
適である。尚、上記光ファイバで曲げ径φ１０、巻き付
は回数２００ターンとした場合のモードスクランブラの
伝送損失増加は入射ＮＡが０．６５の場合１．６ｄＢ、
０．２５の場合０．８ｄＢであり、長尺（２０００ｍ）
ダミーファイバを用いた場合に比べ、非常に小さい。

モードフィルタ３は、特定のモードを除去するもので、
モードスクランブラによって得られた安定したモード分
布の光を定常モード化する。すなわち、モードスクラン
ブラ２で得られた安定したモード分布の光は、光ファイ
バ４を伝搬させた場合、出射端４ｂではモードが変化す
るが、定常モード化することにより入射端４ａにおける
モード分布と出射端４ｂにおけるモード分布とを実質的
に等しくすることができる。

このようなフィルタ３としては第４図に示すような光フ
ァイバをテーパ状に引き伸ばしたものが好適である。モ
ードフィルタ３の小径部３ａの径、長さ等は定常モード
の基準とする分布によって設計されるが、口径２００／
２５０の光ファイバの場合、小径部の径は１６０〜１７
０μｍ程度とする。このモードフィルタ設計のためのモ
ード分布の決定は多成分系光ファイバの場合、定常モー
ド分布となるに充分な距離を伝搬させてモード分布を決
めることができないので、通常条長１〜２に園の光ファ
イバに伝搬させた時の出射端のＦＦＰの平均から求める
ことができる。

このようなモードフィルタによる損失増加は、０．５ｄ
Ｂ程度であり、モードスクランブラ２の損失増加と合わ
せても、本光フアイバ励振器の損失増加は２ｄＢ程度に
押えることができる。このように光源１からの光は８の
字モードスクランブラ２を伝搬することにより入射条件
に依存しない安定したモードとなり、更にモードフィル
タ３によって定常モード分布になる。従って、被測定光
ファイバ４の入射端４ａと出射端４ｂとでのモト分布が
実質的に等しくなるので、伝送損失等の特性を正しく測
定することができる。

又、入射励振光が定常モード分布なので、伝送損失にお
いてロス相加則が成立し、再現性よく伝送損失測定でき
る。

実施例１ 第１図に示す測定装置で光ファイバ４としては２Ｐ径２
００μｍ、クラッド径２５０μｍ、開口数０６５０、条
長２０００ｍの多成分系Ｓ１型光フアイバを用い、又モ
ードスクランブラ２は曲げ径φ１０、巻き回数２００タ
ーンのものを、モードフィルタ３は小径部の口径１６５
μｍのものを用いた。このようなモードスクランブラ２
及びモードフィルタ３を組み合わせて励振させた場合の
光ファイバ４の入射端４ａと出射端４ｂの各ＦＦＰを測
定した。尚、光源１は、８５０ｎｍのＬＥＤを用いた。

又、本実施例におけるモードフィルタは基準ＮＡがＦＦ
Ｐピークの１５％値で０６４２．５０％値で０．３２と
なるように構成されている。

結果を第５図に示す。

比較例としてモードフィルタ３を用いず、実施例１と同
様のモードスクランブラ２のみを用いた場合の入射端及
び出射端の各ＦＦＰを第８図に示す。第５図及び第８図
から明らかなように、本発明の測定方法によれば、入射
端と出射端のパターンが殆ど一致しており、はぼ定常モ
ード分布が得られることがわかる。

尚、本実施例で伝送損失の異なる５種類の光ファイバ４
について損失値を測定したところ、２０００ｍの長尺ダ
ミーファイバを用いた測定値とほぼ−致し、両者の励振
効果には差がなかった。

実施例２ 実施例１と同様の光源１、モードスクランブラ２及びモ
ードフィルタ３を用いて、伝送損失の異なる５種類の条
長２００ｍの光ファイバ４１〜４５を融着接続して接続
時の損失を測定した（第６図）。

各光ファイバを接続せず別々に測定した場合の損失和と
接続時の損失の関係を第７図に示す。同図から明らかな
ように本発明の測定方法によれば伝送損失測定の際、相
加則が成立することが確認された。

実施例３ 実施例１と同様のモードスクランブラ及びモードフィル
タを用いて、条長Ｌ　＝　１０００ｍの光ファイバの伝
送損失を１０回縁返し測定した。

表 表に示す結果からも明らかなように非常に測定の再現性
がよかった。

［発明の効果］ 以上の実施例からも明らかなように、本発明の光ファイ
バの特性測定方法によれば、特殊な形状のモードスクラ
ンブラ及びモードフィルタを用いることにより、従来励
振条件を作ることが困難であった大口径、高ＮＡファイ
バの標準の励振条件を確立することができ、実質的に定
常モードで光ファイバを励振することができるので、伝
送損失の正確な測定ができる。又、長尺ダミーファイバ
を用いることなく、低い損失増加で励振できるので、条
長の長い光ファイバの測定が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバの特性測定方法が適用され
る光フアイバ測定装置の一実施例を示す構成図、第２図
は本発明に係るモードスクランブラの一実施例を示す図
、第３図はモードスクランブラによるモードの安定と巻
き付は回数との関係を示すグラフ、第４図は本発明に係
るモードフィルタの一実施例を示す図、第５図は本発明
の光ファイバの特性測定方法における入射端と出射端の
ファーフィルドパターンを示す図、第６図は実施例２の
損失測定の構成を示す図、第７図は同実施例における各
光ファイバ損失和と接続時損失の関係を示すグラフ、第
８図はモードスクランブラのみを用いた場合の入射端と
出射端のファーフィールドパターンを示す図、第９図は
従来の光フアイバ損失測定方法を示す図である。 １・・・・・・光源 ２・・・・・・モードスクランブラ ３・・・・・・モードフィルタ ４・・・・・・被測定光ファイバ ５・・・・・・パワーメータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイバの入射端と出射端における光出力を比較して
   その特性を測定するに際し、光ファイバを８の字に巻き
   付けてなるモードスクランブラにより光源光を安定した
   モード分布とした後、モードフィルタを通過させて前記
   安定したモード分布の光を実質的に定常モード分布とし
   て前記光ファイバの入射端に入射することを特徴とする
   光ファイバの特性測定方法。