JPH11287741A - アパーチャーを用いた光ファイバ開口数の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に、かつ、光ファイバの最大理論開口数
を測定する。 【解決手段】 光ファイバ２の出射側に開口部４を形成
して成るアパーチャー形成部材３を介して、レンズ５と
光ファイバ２の出射光を検出する検出器６を設け、開口
部４の中心と光ファイバ２の光軸と検出器６の光受信部
９とが一直線上になるように配置し、アパーチャー形成
部材３と光ファイバ出射端８との距離を可変することに
よって、光ファイバ出射端８の中心点から開口部の内壁
を通る光の広がり角度の１／２の角度θを可変しなが
ら、光源１から光ファイバに入射して光ファイバ２の出
射端８から出射し、アパーチャー形成部材３の開口部４
を通って検出器６に受信される光量を検出する。この光
量とｓｉｎθとの関係データを求め、この関係データの
光量増加が飽和開始する点におけるｓｉｎθの値を光フ
ァイバ２の最大理論開口数とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アパーチャー(開
口部)を形成したアパーチャー形成部材を用いて光ファ
イバの最大理論開口数を測定するアパーチャーを用いた
光ファイバ開口数の測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの開口数の測定方法として
は、周知の如く、ＲＮＦ(屈折ニアフィールド)法やファ
ーフィールド・スキャニング法などが用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＲＮＦ
法は、測定が複雑で時間がかかるために、例えば光ファ
イバの敷設場所などの作業現場において光ファイバ開口
数を測定するには不向きであり、一方、ファーフィール
ド・スキャニング法は、この方法によって測定される光
ファイバ開口数が「ファーフィールド光強度分布の最大
値の５％位置」と定義されているために、光ファイバの
最大理論開口数（最大理論ＮＡ）と２．５％程度の差が
あり、光ファイバの最大理論開口数を正確に測定するこ
とができなかった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、例えば光ファイバ
敷設場所などでも容易に、かつ、正確に光ファイバの最
大理論開口数を正確に測定することができるアパーチャ
ーを用いた光ファイバ開口数の測定方法を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、本第１の発明は、光フ
ァイバの入射側に光源を配置し、該光ファイバの出射側
には該光ファイバの出射側から出射する光量を検出する
検出器を該光ファイバの出射端と間隔を介して配置し、
該検出器と光ファイバの出射端との間には開口部を形成
して成るアパーチャー形成部材を配置して該アパーチャ
ー形成部材の開口部中心と前記光ファイバの光軸と検出
器の光受信部とが一直線上になるように配置し、該アパ
ーチャー形成部材と光ファイバ出射端との距離を可変す
ることによって光ファイバ出射端の中心点から開口部の
内壁を通る光の広がり角度の１／２の角度θを可変しな
がら前記光源から光ファイバに入射して該光ファイバの
出射端から出射し前記アパーチャー形成部材の開口部を
通って前記検出器に受信される光量を検出し、該光量と
ｓｉｎθとの関係データを求め、該関係データに基づい
て関係データの光量増加が飽和開始する点におけるｓｉ
ｎθの値を光ファイバの最大理論開口数とする構成を持
って課題を解決する手段としている。

【０００６】また、本第２の発明は、光ファイバの入射
側に光源を配置し、該光ファイバの出射側には該光ファ
イバの出射側から出射する光量を検出する検出器を該光
ファイバの出射端と間隔を介して配置し、該検出器と光
ファイバの出射端との間には互いに大きさの異なる複数
の開口部を形成して成るアパーチャー形成部材を配置し
て該アパーチャー形成部材に形成された各開口部中心と
光ファイバ光軸と検出器の光受信部とが一直線状になる
ように順次異なる大きさの開口部を光ファイバ光軸に位
置合わせして、光ファイバ出射端の中心点から開口部の
内壁を通る光の広がり角度の１／２の角度θを可変しな
がら前記光源から光ファイバに入射して該光ファイバの
出射端から出射し前記アパーチャー形成部材の開口部を
通って前記検出器に受信される光量を検出し、該光量と
ｓｉｎθとの関係データを求め、該関係データに基づい
て関係データの光量増加が飽和開始する点におけるｓｉ
ｎθの値を光ファイバの最大理論開口数とする構成を持
って課題を解決する手段としている。

【０００７】上記構成の本発明において、本第１の発明
においては、アパーチャー形成部材と光ファイバ出射端
との距離を可変し、本第２の発明においては、アパーチ
ャー形成部材に形成された各開口部中心と光ファイバ光
軸と検出器の光受信部とが一直線状になるように順次異
なる大きさの開口部を光ファイバ光軸に位置合わせする
ことにより、本第１、第２のいずれの発明においても、
光ファイバ出射端の中心点から開口部の内壁を通る光の
広がり角度の１／２の角度θを可変しながら、光ファイ
バの出射端から出射してアパーチャー形成部材の開口部
を通り、検出器に受信される光量が検出されて、この光
量とｓｉｎθとの関係データが求められる。

【０００８】前記角度θが大きくなると、アパーチャー
形成部材の開口部を通る光量が増えるために、前記検出
器により受信される光量は増加するが、ｓｉｎθが光フ
ァイバの最大理論開口数を超えると、光ファイバの出射
端から出射する光は最大理論開口数を超えて広がらない
ために、理論的には検出器により受信される光量は増え
ない。なお、実際には、ｓｉｎθが光ファイバの最大理
論開口数を超えても、外乱光などの影響などで、検出器
により受信される光量は多少増えることになるが、その
増加量は非常に少なく、従って、前記関係データは、ｓ
ｉｎθが大きくなるにつれて光量が増え、ｓｉｎθが光
ファイバの最大理論開口数になると光量増加が飽和し始
めるデータとなる。

【０００９】本発明においては、この関係データに基づ
いて関係データの光量増加が飽和開始する点におけるｓ
ｉｎθの値を光ファイバの最大理論開口数とするため
に、上記のｓｉｎθと検出器により受信される光量との
関係から、非常に容易に、かつ、正確に光ファイバの最
大理論開口数を測定することが可能となり、上記課題が
解決される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１には、本発明に係るアパーチ
ャーを用いた光ファイバ開口数の測定方法の第１実施形
態例を適用する測定系の一例が示されている。

【００１１】同図において、光ファイバ２の入射端７側
に光源１が配置されており、光ファイバ２の出射端８側
には光ファイバ２の出射側から出射する光量を検出する
検出器６が、光ファイバ２の出射端８と間隔を介して配
置されている。検出器６と光ファイバ２の出射端８との
間には、板部材に開口部４を形成して成るアパーチャー
形成部材３と、光ファイバ２の出射端８から出射して開
口部４を通過した光を検出器６の光受信部９に集光する
凸レンズ５が配置されている。また、アパーチャー形成
部材３の開口部４の中心と光ファイバ２の光軸とレンズ
５の中心と検出器６の光受信部９とが一直線上になるよ
うに配置されている。

【００１２】アパーチャー形成部材３には、図示されて
いないアパーチャー移動機構が設けられており、このア
パーチャー移動機構によりアパーチャー形成部材３を図
の矢印Ａ方向に、すなわち、光ファイバ２の光軸と平行
な方向に移動させるようになっており、アパーチャー形
成部材３はムーバルアパーチャーと成している。

【００１３】本実施形態例では、図１に示す測定系にお
いて、アパーチャー移動機構によるアパーチャー形成部
材３の移動により、図２に示すように、アパーチャー形
成部材３と光ファイバ２の出射端８との距離を可変し、
光ファイバ出射端８の中心点から開口部４の内壁１０を
通る光の広がり角度の１／２の角度θを、例えばθａ，
θｂ，θｃのように可変するようにしている。そして、
このように、角度θを可変しながら、光源１から光ファ
イバ２に入射して光ファイバ２の出射端８から出射し、
アパーチャー形成部材３の開口部４を通って検出器６に
受信される光量を検出器６によって検出するようになっ
ている。

【００１４】本実施形態例のアパーチャーを用いた光フ
ァイバ開口数の測定方法は、以上のように構成されてい
る測定系を用いて、検出器６によって検出される検出光
量とｓｉｎθとの関係データを求める。

【００１５】そうすると、角度θが大きくなるにつれ
て、すなわち、例えば図２に示すように、アパーチャー
形成部材３が図のｃの位置からｂの位置に移動し、さら
に、ａの位置に移動して光ファイバ２の出射端８に近づ
いていき、角度θがθｃ→θｂ→θａとなるにつれて、
アパーチャー形成部材３の開口部４を通る光量が増える
ために、検出器６により受信される光量は増加するが、
ｓｉｎθが光ファイバ２の最大理論開口数を超えると、
光ファイバ２の出射端８から出射する光の広がりが最大
理論開口数を超えた角度には広がらないために、理論的
には検出器６により受信される光量は増えない。なお、
実際には、ｓｉｎθが光ファイバの最大理論開口数を超
えても、外乱光などの影響などで、検出器６により受信
される光量は多少増えることになるが、その増加量は非
常に少ない。

【００１６】従って、前記関係データは、例えば図３に
示すように、ｓｉｎθが大きくなるにつれて光量（受光
量）が増え、ｓｉｎθが光ファイバ２の最大理論開口数
になると光量増加が飽和し始めるデータとなる。そこ
で、本実施形態例では、このような関係データに基づい
て、関係データの光量増加が飽和開始する点におけるｓ
ｉｎθの値を光ファイバの最大理論開口数とすることに
より、光ファイバ２の最大理論開口数を測定することに
した。なお、関係データの光量増加が飽和開始する点
は、同図に示すように、データ曲線の光量増加領域にお
ける接線ｓ１と飽和領域における接線ｓ２との交点Ａと
した。

【００１７】本実施形態例によれば、以上のように、開
口部４を形成してなるアパーチャー形成部材３を光ファ
イバ２の光軸と平行な方向に移動させることにより、前
記角度θを可変しながら、光ファイバ２の出射端８から
出射してアパーチャー形成部材３の開口部４を通って検
出器６に受信される光量を測定するといった非常に簡単
な測定を行なうことにより、正確に光ファイバ２の最大
理論開口数を測定することができる。そのため、例えば
光ファイバ２の敷設場所などにおいても本実施形態例を
適用することが可能であり、非常に簡単に、かつ、正確
に光ファイバの最大理論開口数を測定することができ
る。

【００１８】図４には、本発明に係るアパーチャーを用
いた光ファイバ開口数の測定方法の第２実施形態例を適
用する測定系の一例が示されている。同図において、図
１の測定系と同一名称部分には同一符号が付してあり、
図４に示す測定系は図１に示した測定系とほぼ同様に構
成されているので、その重複説明は省略する。

【００１９】図４に示す測定系が図１に示した測定系と
異なる特徴的なことは、図５に示すように、アパーチャ
ー形成部材３を、円盤状の板部材に互いに大きさの異な
る複数の開口部４（４ａ〜４ｇ）を同心円状に配設した
バリアブルアパーチャーとし、このバリアブルアパーチ
ャーをアパーチャー移動機構（図示せず）によって、図
５に示すように、アパーチャー形成部材３の中心１１を
回転軸として回転させるようにしたことである。

【００２０】本実施形態例では、このようなアパーチャ
ー形成部材３の回転により、アパーチャー形成部材３に
形成された各開口部４ａ〜４ｇの中心と光ファイバ２の
光軸とレンズ５の中心と検出器６の光受信部９とが一直
線状になるように、順次異なる大きさの開口部４ａ〜４
ｇを光ファイバ２の光軸に位置合わせして、光ファイバ
２の出射端８の中心点から開口部４の内壁１０を通る光
の広がり角度の１／２の角度θを可変するようにした。
そして、このように、角度θを可変しながら光源１から
光ファイバ２に入射して光ファイバ２の出射端８から出
射し、アパーチャー形成部材３の開口部４を通って検出
器６に受信される光量を検出し、この検出光量とｓｉｎ
θとの関係データを求めるようにした。なお、このよう
にして求めた関係データの一例を図６に示す。

【００２１】本実施形態例でも、この関係データに基づ
き、上記第１実施形態例と同様にして、関係データの光
量増加が飽和開始する点におけるｓｉｎθの値を光ファ
イバの最大理論開口数とすることにより、光ファイバ２
の最大理論開口数を測定することにした。

【００２２】本実施形態例によれば、互いに異なる大き
さの複数の開口部４ａ〜４ｇを形成したアパーチャー形
成部材３を回転させさせることにより、前記角度θを可
変しながら、光ファイバ２の出射端８から出射してアパ
ーチャー形成部材３の開口部４を通って検出器６に受信
される光量を測定するといった非常に簡単な測定を行な
うことにより、上記第１実施形態例と同様に、正確に光
ファイバ２の最大理論開口数を測定することができ、例
えば光ファイバ２の敷設場所などにおいて本実施形態例
を適用することにより、非常に簡単に、かつ、正確に光
ファイバの最大理論開口数を測定することができる。

【００２３】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上
記第２実施形態例では、アパーチャー形成部材３に７個
の互いに大きさの異なる開口部４ａ〜４ｇを設けてバリ
アブルアパーチャーとしたが、アパーチャー形成部材３
をバリアブルアパーチャーとするときに、開口部４の個
数や大きさなどは特に限定されるものでなく、アパーチ
ャー形成部材３の配設位置において光ファイバ２の最大
理論開口数で出射した光の一部が通過できる大きさの開
口部４と前記光が全て通過できる大きさの開口部４をそ
れぞれ複数形成すればよく、開口部４の大きさや個数は
適宜設定されるものである。

【００２４】また、上記第２実施形態例では、アパーチ
ャー形成部材３を複数の開口部４ａ〜４ｇが同心円状に
配設された円盤状のバリアブルアパーチャーとし、この
バリアブルアパーチャーを回転することにより、アパー
チャー形成部材３に形成されている互いに大きさが異な
る開口部４ａ〜４ｇを光ファイバ２の光軸と位置合わせ
するようにしたが、アパーチャー形成部材３を、例えば
互いに大きさが異なる複数の開口部４を直線上に配設し
た板部材により形成し、この板部材を直線的に進退移動
させることによって大きさの異なる各開口部４を光ファ
イバ２の光軸と位置合わせするようにしてもよい。この
ように、各開口部４の配設状態や、アパーチャー形成部
材３の移動方法は特に限定されるものではなく、適宜設
定されるものである。

【００２５】さらに、上記各実施形態例では、アパーチ
ャー形成部材３はいずれも板部材により形成したが、ア
パーチャー形成部材３は必ずしも板部材により形成する
とは限らず、開口部４が形成されていれば例えば棒状の
部材によって形成してもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、開口部を形成したアパ
ーチャー形成部材の開口部中心と光ファイバ光軸と光フ
ァイバから出射して開口部を通る光を受信する検出器の
光受信部とが一直線上になるように配置し、本第１の発
明においては、アパーチャー形成部材と光ファイバ出射
端との距離を可変し、本第２の発明においては、アパー
チャー形成部材に形成した互いに異なる大きさの各開口
部中心を光ファイバ光軸と順次位置合わせすることによ
り、光ファイバ出射端の中心点から開口部の内壁を通る
光の広がり角度の１／２の角度θを可変しながら前記検
出器の検出光量を測定することでｓｉｎθと光量との関
係データを求め、この関係データの光量増加が飽和開始
する点におけるｓｉｎθの値を光ファイバの最大理論開
口数とするものであるから、非常に容易に、かつ、正確
に光ファイバの最大理論開口数を測定することができ
る。

【００２７】そのため、例えば光ファイバの敷設場所な
どにおいても本実施形態例を適用することも可能であ
り、非常に簡単に、かつ、正確に光ファイバの最大理論
開口数を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアパーチャーを用いた光ファイバ
開口数の測定方法の第１実施形態例を適用する測定系の
一例示す要部構成図である。

【図２】図１に示す測定系を用いて光ファイバ開口数を
測定するときのアパーチャー形成部材３の移動動作とこ
の移動に伴うｓｉｎθ可変動作を示す説明図である。

【図３】図１の測定系を用いて作製したｓｉｎθと検出
器の受光量との関係データを示すグラフである。

【図４】本発明に係るアパーチャーを用いた光ファイバ
開口数の測定方法の第２実施形態例を適用する測定系の
一例示す要部構成図である。

【図５】図４に示す測定系に用いられるアパーチャー形
成部材３を示す説明図である。

【図６】図４の測定系を用いて作製したｓｉｎθと検出
器の受光量との関係データを示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 光ファイバ ３ アパーチャー形成部材 ４，４ａ〜４ｇ 開口部 ５ レンズ ６ 検出器 ８ 出射端 ９ 光受信部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバの入射側に光源を配置し、該
   光ファイバの出射側には該光ファイバの出射側から出射
   する光量を検出する検出器を該光ファイバの出射端と間
   隔を介して配置し、該検出器と光ファイバの出射端との
   間には開口部を形成して成るアパーチャー形成部材を配
   置して該アパーチャー形成部材の開口部中心と前記光フ
   ァイバの光軸と検出器の光受信部とが一直線上になるよ
   うに配置し、該アパーチャー形成部材と光ファイバ出射
   端との距離を可変することによって光ファイバ出射端の
   中心点から開口部の内壁を通る光の広がり角度の１／２
   の角度θを可変しながら前記光源から光ファイバに入射
   して該光ファイバの出射端から出射し前記アパーチャー
   形成部材の開口部を通って前記検出器に受信される光量
   を検出し、該光量とｓｉｎθとの関係データを求め、該
   関係データに基づいて関係データの光量増加が飽和開始
   する点におけるｓｉｎθの値を光ファイバの最大理論開
   口数とすることを特徴とするアパーチャーを用いた光フ
   ァイバ開口数の測定方法。
2. 【請求項２】 光ファイバの入射側に光源を配置し、該
   光ファイバの出射側には該光ファイバの出射側から出射
   する光量を検出する検出器を該光ファイバの出射端と間
   隔を介して配置し、該検出器と光ファイバの出射端との
   間には互いに大きさの異なる複数の開口部を形成して成
   るアパーチャー形成部材を配置して該アパーチャー形成
   部材に形成された各開口部中心と光ファイバ光軸と検出
   器の光受信部とが一直線状になるように順次異なる大き
   さの開口部を光ファイバ光軸に位置合わせして、光ファ
   イバ出射端の中心点から開口部の内壁を通る光の広がり
   角度の１／２の角度θを可変しながら前記光源から光フ
   ァイバに入射して該光ファイバの出射端から出射し前記
   アパーチャー形成部材の開口部を通って前記検出器に受
   信される光量を検出し、該光量とｓｉｎθとの関係デー
   タを求め、該関係データに基づいて関係データの光量増
   加が飽和開始する点におけるｓｉｎθの値を光ファイバ
   の最大理論開口数とすることを特徴とするアパーチャー
   を用いた光ファイバ開口数の測定方法。