JPS6235051B2 - - Google Patents
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- JPS6235051B2 JPS6235051B2 JP53064453A JP6445378A JPS6235051B2 JP S6235051 B2 JPS6235051 B2 JP S6235051B2 JP 53064453 A JP53064453 A JP 53064453A JP 6445378 A JP6445378 A JP 6445378A JP S6235051 B2 JPS6235051 B2 JP S6235051B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
- G01M11/3172—Reflectometers detecting the back-scattered light in the frequency-domain, e.g. OFDR, FMCW, heterodyne detection
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光フアイバ中の欠陥を検査乃至検出す
る欠陥検査装置に関する。
る欠陥検査装置に関する。
従来の技術
光フアイバは、減衰が低いこと、使用搬送波周
波数が可視領域または赤外領域に位置する光の周
波数であるため伝送信号の周波数帯域が広いこと
により非常に注目されている伝送手段である。
波数が可視領域または赤外領域に位置する光の周
波数であるため伝送信号の周波数帯域が広いこと
により非常に注目されている伝送手段である。
しかしその伝送特性は、光フアイバの局所的な
特性の規則性、より詳しくは、長さ方向に沿つて
の光フアイバの径や屈折率分布の規則性に大きく
依存する。この規則性をその長さに沿つてチエツ
クする有効な手段はほとんどない。このため従来
の電気のケーブルに対して用いたやり方をこれら
の光フアイバに適用することが試みられて来た。
すなわち、検査されるべき伝送線路の入力部に検
査用パルスを与え、伝送線路中に欠陥がある場合
に得られる検査用パルスの戻りエコー乃至エコー
信号を観測し、(欠陥がある場合)欠陥の位置を
決定すべく、検査用パルスの送信からエコー信号
の到着までの時間を測定する。
特性の規則性、より詳しくは、長さ方向に沿つて
の光フアイバの径や屈折率分布の規則性に大きく
依存する。この規則性をその長さに沿つてチエツ
クする有効な手段はほとんどない。このため従来
の電気のケーブルに対して用いたやり方をこれら
の光フアイバに適用することが試みられて来た。
すなわち、検査されるべき伝送線路の入力部に検
査用パルスを与え、伝送線路中に欠陥がある場合
に得られる検査用パルスの戻りエコー乃至エコー
信号を観測し、(欠陥がある場合)欠陥の位置を
決定すべく、検査用パルスの送信からエコー信号
の到着までの時間を測定する。
発明が解決しようとする問題点
このような技術を、たとえばガリウム・ヒ素レ
ーザのようなレーザ(発振器)からの光パルスを
光フアイバに与え、ホトダイオード、ホトトラン
ジスタまたは光電子増倍管によりエコー信号を検
出することに適用するとすれば、低レベル光検出
器(光電変換器)のすべてに特有の二乗特性のた
めに、最終的に電気信号の形で得られるエコー信
号は欠陥の大きさの二乗に比例するものとなる。
その結果、たとえば光フアイバの断線のような大
きな欠陥しか検出し得ない虞れがある。すなわ
ち、前記のような技術では、検出器が、その二乗
特性の故に、信号レベルの低い場合の感度が相対
的に低くなり、実際には多数あるかもしれない小
さな欠陥を感知し得ない虞れがある。
ーザのようなレーザ(発振器)からの光パルスを
光フアイバに与え、ホトダイオード、ホトトラン
ジスタまたは光電子増倍管によりエコー信号を検
出することに適用するとすれば、低レベル光検出
器(光電変換器)のすべてに特有の二乗特性のた
めに、最終的に電気信号の形で得られるエコー信
号は欠陥の大きさの二乗に比例するものとなる。
その結果、たとえば光フアイバの断線のような大
きな欠陥しか検出し得ない虞れがある。すなわ
ち、前記のような技術では、検出器が、その二乗
特性の故に、信号レベルの低い場合の感度が相対
的に低くなり、実際には多数あるかもしれない小
さな欠陥を感知し得ない虞れがある。
エコー信号が線形電圧検出によりエコー信号に
対して線形に依存する電気信号として検出され得
るならば大変に具合がよい。しかしこれにはエコ
ー信号を低い周波数帯域(たとえばデシメートル
波またはセンチ波の周波数域)の信号に置き換え
ることが必要である。このような低い周波数帯域
である場合線形検出器および線形増幅器が存在す
るからである。しかしこの試みは今日に至るまで
成功していない。何故ならばこの周波数変換には
検査用光パルス発生器の搬送波周波数に対して極
めて安定した周波数差の発振周波数を有するロー
カル光発振器が必要となるからである。これは光
の周波数(すなわち極めて高い周波数)で動作す
るふたつの独立の発振器を用いる場合非常に困難
なことである。何故ならば、たとえば1μmの波
長の場合、3×1014Hz程度の周波数の発振器にお
いて、デシメートル波乃至センチ波の周波数に相
当する109×1010Hz程度の安定した発振周波数差
でなければならないからである。
対して線形に依存する電気信号として検出され得
るならば大変に具合がよい。しかしこれにはエコ
ー信号を低い周波数帯域(たとえばデシメートル
波またはセンチ波の周波数域)の信号に置き換え
ることが必要である。このような低い周波数帯域
である場合線形検出器および線形増幅器が存在す
るからである。しかしこの試みは今日に至るまで
成功していない。何故ならばこの周波数変換には
検査用光パルス発生器の搬送波周波数に対して極
めて安定した周波数差の発振周波数を有するロー
カル光発振器が必要となるからである。これは光
の周波数(すなわち極めて高い周波数)で動作す
るふたつの独立の発振器を用いる場合非常に困難
なことである。何故ならば、たとえば1μmの波
長の場合、3×1014Hz程度の周波数の発振器にお
いて、デシメートル波乃至センチ波の周波数に相
当する109×1010Hz程度の安定した発振周波数差
でなければならないからである。
本発明は前記した点に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、 光フアイバ中の比較的小さい欠陥の有無を検査
し得る光フアイバの欠陥検査装置を提供すること
にある。
り、その目的とするところは、 光フアイバ中の比較的小さい欠陥の有無を検査
し得る光フアイバの欠陥検査装置を提供すること
にある。
問題点を解決するための手段
本発明では、基本的には光信号をデシメートル
波またはセンチ波の周波数の信号に安定したやり
方で置き換えることにより上述の困難を克服し
た。
波またはセンチ波の周波数の信号に安定したやり
方で置き換えることにより上述の困難を克服し
た。
より詳しくは、本発明によれば、前記した目的
は、周波数Fの連続的な光を発する光源と、 該光源からの周波数Fの光を受け取り、該周波
数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光信
号を、欠陥が検査されるべき光フアイバに与える
検査用光信号送信手段と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して、周波数F+fの連続的光
信号を出力する変調信号発生手段と、 前記光フアイバ中の欠陥で反射された前記検査
用光信号のエコー信号と前記変調信号発生手段か
らの周波数F+fの光信号とを受け取るように構
成されており、前記エコー信号を受け取つた際周
波数f−△Fの電気信号を出力する光混合器とを
有しており、 前記周波数fは、前記電気信号が線形増幅され
得るようにf/F≪1であり、且つf>△Fであ
る光フアイバの欠陥検査装置によつて達成され
る。
は、周波数Fの連続的な光を発する光源と、 該光源からの周波数Fの光を受け取り、該周波
数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光信
号を、欠陥が検査されるべき光フアイバに与える
検査用光信号送信手段と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して、周波数F+fの連続的光
信号を出力する変調信号発生手段と、 前記光フアイバ中の欠陥で反射された前記検査
用光信号のエコー信号と前記変調信号発生手段か
らの周波数F+fの光信号とを受け取るように構
成されており、前記エコー信号を受け取つた際周
波数f−△Fの電気信号を出力する光混合器とを
有しており、 前記周波数fは、前記電気信号が線形増幅され
得るようにf/F≪1であり、且つf>△Fであ
る光フアイバの欠陥検査装置によつて達成され
る。
すなわち、本発明は光フアイバの欠陥検査装置
では、 欠陥が検査されるべき光フアイバに周波数F+
△Fの検査用光信号を与える検査用光信号送信手
段が、周波数Fの連続的な光を発する光源から受
け取つた該周波数Fの光を変調して前記周波数F
+△Fの検査用光信号を生成・送出するように構
成されており、且つ変調信号発生手段が、前記検
査用光信号送信手段と同一の光源から周波数Fの
光を受け取り、この周波数Fの光を変調して周波
数F+fの連続的光信号を生成・送出するように
構成されている故に、周波数F+△F及び周波数
F+fの二つの光信号の周波数差F−△Fを比較
的高確度に所定の値乃至範囲に保ち得るのみなら
ず、光混合物が光フアイバ中の欠陥で反射された
前記検査用光信号のエコー信号と前記変調信号発
生手段からの周波数F+fの光とを受け取るよう
に構成されており、前記エコー信号を受け取つた
際周波数f−△Fの電気信号を出力する故に、エ
コー信号がある場合には、エコー信号の振幅に比
例する周波数f−△Fの電気信号が光混合器から
出力される。
では、 欠陥が検査されるべき光フアイバに周波数F+
△Fの検査用光信号を与える検査用光信号送信手
段が、周波数Fの連続的な光を発する光源から受
け取つた該周波数Fの光を変調して前記周波数F
+△Fの検査用光信号を生成・送出するように構
成されており、且つ変調信号発生手段が、前記検
査用光信号送信手段と同一の光源から周波数Fの
光を受け取り、この周波数Fの光を変調して周波
数F+fの連続的光信号を生成・送出するように
構成されている故に、周波数F+△F及び周波数
F+fの二つの光信号の周波数差F−△Fを比較
的高確度に所定の値乃至範囲に保ち得るのみなら
ず、光混合物が光フアイバ中の欠陥で反射された
前記検査用光信号のエコー信号と前記変調信号発
生手段からの周波数F+fの光とを受け取るよう
に構成されており、前記エコー信号を受け取つた
際周波数f−△Fの電気信号を出力する故に、エ
コー信号がある場合には、エコー信号の振幅に比
例する周波数f−△Fの電気信号が光混合器から
出力される。
ここで、周波数fは、前記電気信号が線形増幅
され得るようにf/F〓1である故に、光混合器
から出力される周波数f−△Fの電気信号は、エ
コー信号の振幅に比例するように増幅され得る。
尚、エコー信号がない場合、光混合器に入力され
る光信号は、周波数F+fの連続光信号のみであ
り、光混合器としての例えばホトダイオード等の
電気出力として周波数F+fの連続光信号の強度
に対応する直流電気信号が光混合器から出力され
るが、この直流信号は、例えば光混合器の出力と
増幅器との間に周波数f−△Fのバンドパスフイ
ルタを設けておくことにより(又は増幅器として
周波数f−△F程度の帯域増幅器を用いることに
より)波すればよい。
され得るようにf/F〓1である故に、光混合器
から出力される周波数f−△Fの電気信号は、エ
コー信号の振幅に比例するように増幅され得る。
尚、エコー信号がない場合、光混合器に入力され
る光信号は、周波数F+fの連続光信号のみであ
り、光混合器としての例えばホトダイオード等の
電気出力として周波数F+fの連続光信号の強度
に対応する直流電気信号が光混合器から出力され
るが、この直流信号は、例えば光混合器の出力と
増幅器との間に周波数f−△Fのバンドパスフイ
ルタを設けておくことにより(又は増幅器として
周波数f−△F程度の帯域増幅器を用いることに
より)波すればよい。
以上の結果、検査されるべき光フアイバ中に欠
陥がある場合、周波数F+△Fのエコー信号が光
混合器に入力され、増幅器からエコー信号の大き
さに比例する、周波数f−△Fの増幅された電気
信号が出力されるが、一方、検査されるべき光フ
アイバ中に欠陥が実質的にない場合、光混合器に
はエコー信号が入力されず、増幅器の出力は例え
ば、実質的に零(又は直流成分のみ(フイルタが
実質的にない場合))になる。
陥がある場合、周波数F+△Fのエコー信号が光
混合器に入力され、増幅器からエコー信号の大き
さに比例する、周波数f−△Fの増幅された電気
信号が出力されるが、一方、検査されるべき光フ
アイバ中に欠陥が実質的にない場合、光混合器に
はエコー信号が入力されず、増幅器の出力は例え
ば、実質的に零(又は直流成分のみ(フイルタが
実質的にない場合))になる。
本発明の好ましい一具体例によれば、前記光源
が非変調レーザ発振器からなる。
が非変調レーザ発振器からなる。
また、本発明の好ましい一具体例によれば、前
記光源からの光が、ビーム・スプリツタを介し
て、前記検査用光信号送信手段と前記変調信号発
生手段とに与えられるように構成されている。
記光源からの光が、ビーム・スプリツタを介し
て、前記検査用光信号送信手段と前記変調信号発
生手段とに与えられるように構成されている。
また、本発明の好ましい一具体例によれば、前
記検査用光信号送信手段が、周波数Fの光をパル
ス変調して周波数F+△Fの検査用光パルス信号
に変換するように構成されている。
記検査用光信号送信手段が、周波数Fの光をパル
ス変調して周波数F+△Fの検査用光パルス信号
に変換するように構成されている。
また、本発明の好ましい一具体例によれば、前
記変調信号発生手段は、 前記光源からの周波数Fの信号を周波数fの第
一の変調信号によつて変調する第一の変調器と、 前記光源からの周波数Fの信号を、前記第一の
変調信号とは90度位相がずれている周波数fの第
二の変調信号によつて変調する第二の変調器と、 第一及び第二の変調器によつて変調された二種
類の光信号に基づき周波数F+fの光信号を出力
する結合器とを有している。
記変調信号発生手段は、 前記光源からの周波数Fの信号を周波数fの第
一の変調信号によつて変調する第一の変調器と、 前記光源からの周波数Fの信号を、前記第一の
変調信号とは90度位相がずれている周波数fの第
二の変調信号によつて変調する第二の変調器と、 第一及び第二の変調器によつて変調された二種
類の光信号に基づき周波数F+fの光信号を出力
する結合器とを有している。
また、本発明の好ましい一具体例によれば、前
記光混合器からの出力信号の周波数がデシメート
ル波又はセンチ波の周波数であり、該光混合器
が、例えば、ホトダイオードである。
記光混合器からの出力信号の周波数がデシメート
ル波又はセンチ波の周波数であり、該光混合器
が、例えば、ホトダイオードである。
本発明の別の目的は、光フアイバ中の比較的小
さい欠陥でも、その有無のみならず光フアイバの
長さ方向の位置を知り得る光フアイバの欠陥検査
装置を提供することにある。
さい欠陥でも、その有無のみならず光フアイバの
長さ方向の位置を知り得る光フアイバの欠陥検査
装置を提供することにある。
このため、上記した検査用光信号送信手段は、
周波数F+△Fの検査用光信号として、光パルス
信号を、第一の時点において光フアイバに与える
ように構成されており、 更に、光フアイバ中の欠陥の位置が決定される
ように、光混合器から周波数f−△Fの電気的信
号の出力が開始される第二の時点を検出する手段
が設けられている。
周波数F+△Fの検査用光信号として、光パルス
信号を、第一の時点において光フアイバに与える
ように構成されており、 更に、光フアイバ中の欠陥の位置が決定される
ように、光混合器から周波数f−△Fの電気的信
号の出力が開始される第二の時点を検出する手段
が設けられている。
より詳しくは、本発明によれば前記した第二の
目的は、 周波数Fの連続的な光を発する光源と、 該光源からの周波数Fの光を受け取り、該周波
数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光パ
ルス信号を、第一の時点において、欠陥が検査さ
れるべき光フアイバに与える検査用光信号送信手
段と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して周波数F+fの連続的光信
号を出力する変調信号発生手段と、 前記光フアイバ中の欠陥で反射された前記検査
用光信号のエコー信号と前記変調信号発生手段か
らの周波数F+fの光信号とを受け取るように構
成されており、前記エコー信号を受け取つた際周
波数f−△Fの電気信号を出力する光混合器と、 光フアイバ中の欠陥の位置が決定されるよう
に、光混合器から周波数f−△Fの電気信号の出
力が開始される第二の時点を検出する手段とを有
しており、 前記周波数fは、前記電気信号が線形増幅され
得るようにf/F≪1であり、且つf>△Fであ
る光フアイバの欠陥検査装置によつて達成され
る。
目的は、 周波数Fの連続的な光を発する光源と、 該光源からの周波数Fの光を受け取り、該周波
数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光パ
ルス信号を、第一の時点において、欠陥が検査さ
れるべき光フアイバに与える検査用光信号送信手
段と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して周波数F+fの連続的光信
号を出力する変調信号発生手段と、 前記光フアイバ中の欠陥で反射された前記検査
用光信号のエコー信号と前記変調信号発生手段か
らの周波数F+fの光信号とを受け取るように構
成されており、前記エコー信号を受け取つた際周
波数f−△Fの電気信号を出力する光混合器と、 光フアイバ中の欠陥の位置が決定されるよう
に、光混合器から周波数f−△Fの電気信号の出
力が開始される第二の時点を検出する手段とを有
しており、 前記周波数fは、前記電気信号が線形増幅され
得るようにf/F≪1であり、且つf>△Fであ
る光フアイバの欠陥検査装置によつて達成され
る。
この場合、前記第二の時点と第一の時点との差
を(所望ならば自動的に)求め、該差の時間に対
応する欠陥の光フアイバ中での位置を、光フアイ
バ中での光信号の伝送速度に基づいて、光信号の
入力端からの距離として求めればよい。
を(所望ならば自動的に)求め、該差の時間に対
応する欠陥の光フアイバ中での位置を、光フアイ
バ中での光信号の伝送速度に基づいて、光信号の
入力端からの距離として求めればよい。
尚、第一の時点は、例えば周波数△Fの変調用
信号による検査用光信号送信手段の変調動作の起
動時点として設定され得、第二の時点は、例え
ば、増幅器からの周波数f−△Fの電気信号の出
力時点として検出され得る。
信号による検査用光信号送信手段の変調動作の起
動時点として設定され得、第二の時点は、例え
ば、増幅器からの周波数f−△Fの電気信号の出
力時点として検出され得る。
具体例
次に本発明の好ましい一具体例を図面に基づい
て説明する。
て説明する。
たとえばヘリウム−ネオンレーザ(632.8nmで
動作)、ガリウム・ヒ素レーザ(820〜850nmの
間で動作)またはイツトリウム−アルミニウム−
ガーネツト(YAG)レーザ(約1050nmで動作)
のような周波数Fの可視または赤外レーザ発振器
11は特定の周波数Fの連続光を発する。この出
力光はビームスプリツタ乃至光線分割器12によ
つてふたつに分割される。ビームスプリツタ12
は、例えば、光フアイバを結合させてなるもので
も、基体上にガラスを堆積させてなるものでもよ
い。次いでこの光線の一方は変調器13に与えら
れる。この変調器13としては、たとえばカーセ
ルのような電気光学型のものか、音響光学型のも
の、例えば複屈折結晶か、吸収結晶が用いられ
る。この変調器13は持続時間の短かいパルスを
発生するパルス発生器14に接続されており、パ
ルス発生器14から変調信号を受ける。エコー信
号が周波数変調信号であるべき場合には、パルス
発生器14として例えばスイープ周波数発生器を
用いる。このパルス発生器14の周波数△Fは
500MHzまでとすることができる。
動作)、ガリウム・ヒ素レーザ(820〜850nmの
間で動作)またはイツトリウム−アルミニウム−
ガーネツト(YAG)レーザ(約1050nmで動作)
のような周波数Fの可視または赤外レーザ発振器
11は特定の周波数Fの連続光を発する。この出
力光はビームスプリツタ乃至光線分割器12によ
つてふたつに分割される。ビームスプリツタ12
は、例えば、光フアイバを結合させてなるもので
も、基体上にガラスを堆積させてなるものでもよ
い。次いでこの光線の一方は変調器13に与えら
れる。この変調器13としては、たとえばカーセ
ルのような電気光学型のものか、音響光学型のも
の、例えば複屈折結晶か、吸収結晶が用いられ
る。この変調器13は持続時間の短かいパルスを
発生するパルス発生器14に接続されており、パ
ルス発生器14から変調信号を受ける。エコー信
号が周波数変調信号であるべき場合には、パルス
発生器14として例えばスイープ周波数発生器を
用いる。このパルス発生器14の周波数△Fは
500MHzまでとすることができる。
この結果周波数帯域F+△Fで変調された検査
用信号が得られる。このようにして変調された検
査用光信号、検査すべき光フアイバ16の軸に対
して45度傾斜した半透明板5を介してこの光フア
イバ16の入力端に入射される。
用信号が得られる。このようにして変調された検
査用光信号、検査すべき光フアイバ16の軸に対
して45度傾斜した半透明板5を介してこの光フア
イバ16の入力端に入射される。
以上において、発振器11からの周波数Fの光
をビームスプリツタ12を介して受け取り、該周
波数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光
パルス信号を、第一の時点t1において、欠陥が検
査されるべき光フアイバ16に与える検査用光信
号送信手段は変調器13とパルス発生器14とか
らなる。
をビームスプリツタ12を介して受け取り、該周
波数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光
パルス信号を、第一の時点t1において、欠陥が検
査されるべき光フアイバ16に与える検査用光信
号送信手段は変調器13とパルス発生器14とか
らなる。
光フアイバ16中に欠陥がある場合、光フアイ
バ16の入力端と該欠陥との間の距離に対応する
時間遅れを伴つて、該欠陥で反射されたエコー信
号が光フアイバ16の前記入力端側から出力さ
れ、半透明板15で入射ビームの光軸に垂直な方
向に偏向されて光混合器17に達する。
バ16の入力端と該欠陥との間の距離に対応する
時間遅れを伴つて、該欠陥で反射されたエコー信
号が光フアイバ16の前記入力端側から出力さ
れ、半透明板15で入射ビームの光軸に垂直な方
向に偏向されて光混合器17に達する。
ビームスプリツタ12で分割された周波数Fの
光のうち他方の光出力はエス、イー、ミラー(S.
E.Miller)の論文(Integrated Optics、Bell
System Technical Journal、Vol 48、No.7、
Sept.1969、P2027)に記載されているものと同
形のT型ハイブリツドカプラー18に与えられ
る。このハイブリツドカプラーは第2a図及び第
2b図に基づいて後述する。
光のうち他方の光出力はエス、イー、ミラー(S.
E.Miller)の論文(Integrated Optics、Bell
System Technical Journal、Vol 48、No.7、
Sept.1969、P2027)に記載されているものと同
形のT型ハイブリツドカプラー18に与えられ
る。このハイブリツドカプラーは第2a図及び第
2b図に基づいて後述する。
ビームスプリツタ12からハイブリツドカプラ
ー18に与えられた周波数Fの光はふたつに分割
される。一方のビームは変調器13と同様な変調
器19において発振器22からの周波数fの第一
の変調信号によつて振幅変調される。他方のビー
ムは変調器13と同様な変調器20において、発
生器22からの出力信号を移相器乃至転相器21
で+90゜だけ移相してなる周波数fの第二の変調
信号により変調される。周波数fのこれらふたつ
の信号は同じ発生器22から出されたもので、そ
の周波数fは500MHzないし5000MHzである。
ー18に与えられた周波数Fの光はふたつに分割
される。一方のビームは変調器13と同様な変調
器19において発振器22からの周波数fの第一
の変調信号によつて振幅変調される。他方のビー
ムは変調器13と同様な変調器20において、発
生器22からの出力信号を移相器乃至転相器21
で+90゜だけ移相してなる周波数fの第二の変調
信号により変調される。周波数fのこれらふたつ
の信号は同じ発生器22から出されたもので、そ
の周波数fは500MHzないし5000MHzである。
発生器22から変調器19に与えられる周波数
fの変調信号および移相器21を介して変調器2
0に与えられる周波数fの変調信号が同一の振幅
を有しており、且つハイブリツドカプラー18お
よび変調器19,20が適当にバランスせしめら
れると、周波数F+fの一方の側波帯のみを有す
る光波がハイブリツドカプラー18の第4のブラ
ンチから出力される。この周波数F+fの連続的
光信号は周波数Fの入力信号の周波数変換で得ら
れたものである。
fの変調信号および移相器21を介して変調器2
0に与えられる周波数fの変調信号が同一の振幅
を有しており、且つハイブリツドカプラー18お
よび変調器19,20が適当にバランスせしめら
れると、周波数F+fの一方の側波帯のみを有す
る光波がハイブリツドカプラー18の第4のブラ
ンチから出力される。この周波数F+fの連続的
光信号は周波数Fの入力信号の周波数変換で得ら
れたものである。
ここで、周波数F+fの光信号において連続的
とは、光フアイバ16中に検出されるべき欠陥が
存在する場合に光混合器17にエコー信号が入射
される可能性のある時間の間は継続的乃至引き続
いてカプラー18から周波数F+fの光信号が光
混合器17に与えられることを指す。
とは、光フアイバ16中に検出されるべき欠陥が
存在する場合に光混合器17にエコー信号が入射
される可能性のある時間の間は継続的乃至引き続
いてカプラー18から周波数F+fの光信号が光
混合器17に与えられることを指す。
以上において、光源12からの周波数Fの光を
受け取り、該周波数Fの光を変調して周波数F+
fの連続的光信号を出力する変調信号発生手段
は、カプラー18、変調器19,20、移相器2
1、及び発生器22からなる。
受け取り、該周波数Fの光を変調して周波数F+
fの連続的光信号を出力する変調信号発生手段
は、カプラー18、変調器19,20、移相器2
1、及び発生器22からなる。
周波数F+fに変換されたカプラー18からの
連続的光信号は次いで、混合器17に与えられ
る。この混合器17はPN型ホトダイオード、ア
バランシエ型ホトダイオードまたはホトトランジ
スタで構成され得る。
連続的光信号は次いで、混合器17に与えられ
る。この混合器17はPN型ホトダイオード、ア
バランシエ型ホトダイオードまたはホトトランジ
スタで構成され得る。
光フアイバ16中に欠陥がある場合、変調信号
F+△Fのフアイバ16への入射時点から、欠陥
位置に依存する時間遅れの後、周波数F+△Fの
エコー信号が混合器17に入る。
F+△Fのフアイバ16への入射時点から、欠陥
位置に依存する時間遅れの後、周波数F+△Fの
エコー信号が混合器17に入る。
周波数F+fの連続的光信号を受けている光混
合器17に周波数F+△Fのエコー信号が入る
と、F+f−(F+△f)=f−△Fの周波数を有
する電流がこの混合器17の出力において得られ
る。この変換周波数fをデシメートル波またはセ
ンチ波の周波数範囲に選んでおけば、エコー信号
を周波数f−△Fに変換してなる電気信号は、デ
シメートル波またはセンチ波の周波数範囲内とな
り(△Fはfよりもはるかに小)、真空管式また
はトランジスタ式進行波増幅器23により困難な
く増幅され得る。このためこれらの信号は従来の
電子的検出器24(たとえばシリコン検出器)に
より線形検出するに充分なレベルにもち来たらさ
れ、オシロスコープ等で観察されたり記録され得
る。
合器17に周波数F+△Fのエコー信号が入る
と、F+f−(F+△f)=f−△Fの周波数を有
する電流がこの混合器17の出力において得られ
る。この変換周波数fをデシメートル波またはセ
ンチ波の周波数範囲に選んでおけば、エコー信号
を周波数f−△Fに変換してなる電気信号は、デ
シメートル波またはセンチ波の周波数範囲内とな
り(△Fはfよりもはるかに小)、真空管式また
はトランジスタ式進行波増幅器23により困難な
く増幅され得る。このためこれらの信号は従来の
電子的検出器24(たとえばシリコン検出器)に
より線形検出するに充分なレベルにもち来たらさ
れ、オシロスコープ等で観察されたり記録され得
る。
尚、ハイブリツドカプラー18の内部構造は第
2a図および第2b図に示されている。銀被膜よ
りなるハーフミラーMが4つのブランチA−Dの
中央に設けてある。この鏡の前面はブランチAか
らブランチBにのびる仮想直線に対して45度傾い
ている。各ブランチにはコリメート用レンズLが
設けてある。第2a図において、ブランチAから
入る光ビームはブランチBおよびCに等しく分割
される。他方、ブランチBから入る光ビームは第
2b図に示すようにブランチAおよびDに等しく
分割される。
2a図および第2b図に示されている。銀被膜よ
りなるハーフミラーMが4つのブランチA−Dの
中央に設けてある。この鏡の前面はブランチAか
らブランチBにのびる仮想直線に対して45度傾い
ている。各ブランチにはコリメート用レンズLが
設けてある。第2a図において、ブランチAから
入る光ビームはブランチBおよびCに等しく分割
される。他方、ブランチBから入る光ビームは第
2b図に示すようにブランチAおよびDに等しく
分割される。
このハイブリツドカプラーは、1977年2月米国
ヴアージニア州ウイリアムスバークにおいて開催
されたトピカル・ミーテイング・オン・オプテイ
カル・フアイバ・トランスミツシヨンの技術要約
(テクニカル・ダイジエスト)中の高橋、野中氏
の論文「オプテイカル・ダイレクシヨナル・カプ
ラー」に記載されているのと同種類のカプラーで
ある。周波数はマイクロ波領域であるけれども、
同様な機能を有するマジツクT型ハイブリツドカ
プラーについては、マグローヒル社により1947年
に出版された「テクニツク・オブ・マイクロウエ
ーブ・メジヤメント」(シ.ジー.モンゴメリー
著)第331−332頁を参照されたい。
ヴアージニア州ウイリアムスバークにおいて開催
されたトピカル・ミーテイング・オン・オプテイ
カル・フアイバ・トランスミツシヨンの技術要約
(テクニカル・ダイジエスト)中の高橋、野中氏
の論文「オプテイカル・ダイレクシヨナル・カプ
ラー」に記載されているのと同種類のカプラーで
ある。周波数はマイクロ波領域であるけれども、
同様な機能を有するマジツクT型ハイブリツドカ
プラーについては、マグローヒル社により1947年
に出版された「テクニツク・オブ・マイクロウエ
ーブ・メジヤメント」(シ.ジー.モンゴメリー
著)第331−332頁を参照されたい。
尚、第2a図および第2b図に示したハイブリ
ツドカプラーを第1図の光回路に接続するには、
ブランチAをビームスプリツタ12に、ブランチ
Bを変調器19に、ブランチCを変調器20に、
ブランチDを混合器17に接続すればよい。
ツドカプラーを第1図の光回路に接続するには、
ブランチAをビームスプリツタ12に、ブランチ
Bを変調器19に、ブランチCを変調器20に、
ブランチDを混合器17に接続すればよい。
第1図は本発明の好ましい一具体例の光フアイ
バの欠陥検査装置のブロツク図、第2a図および
第2b図は第1図の具体例に用いられるT型ハイ
ブリツドカプラーの内部構造を説明する概略断面
説明図である。 11……可視光または赤外光発振器、12……
ビームスプリツタ、13,19,20……変調
器、14……パルス発生器、15……半透明板、
16……光フアイバ、17……混合器、18……
T型ハイブリツドカプラー、21……移相器、2
2……発生器。
バの欠陥検査装置のブロツク図、第2a図および
第2b図は第1図の具体例に用いられるT型ハイ
ブリツドカプラーの内部構造を説明する概略断面
説明図である。 11……可視光または赤外光発振器、12……
ビームスプリツタ、13,19,20……変調
器、14……パルス発生器、15……半透明板、
16……光フアイバ、17……混合器、18……
T型ハイブリツドカプラー、21……移相器、2
2……発生器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 周波数Fの連続的な光を発する光源と、 該光源からの周波数Fの光を受け取り、該周波
数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光信
号を、欠陥が検査されるべき光フアイバに与える
検査用光信号送信手段と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して、周波数F+fの連続的光
信号を出力する変調信号発生手段と、 前記光フアイバ中の欠陥で反射された前記検査
用光信号のエコー信号と前記変調信号発生手段か
らの周波数F+fの光信号とを受け取るように構
成されており、前記エコー信号を受け取つた際周
波数f−△Fの電気信号を出力する光混合器とを
有しており、 前記周波数fは、前記電気信号が線形増幅され
得るようにf/F≪1であり、且つf>△Fであ
る光フアイバの欠陥検査装置。 2 前記光源が非変調レーザ発振器からなる特許
請求の範囲第1項に記載の装置。 3 前記光源からの光が、ビーム・スプリツタを
介して、前記検査用光信号送信手段と、前記変調
信号発生手段とに与えられるように構成されてい
る特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の装
置。 4 前記検査用光信号送信手段が、周波数Fの光
をパルス変調して周波数F+△Fの検査用光パル
ス信号に変換するように構成されている特許請求
の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載の装
置。 5 前記変調信号発生手段は、 前記光源からの周波数Fの信号を周波数fの第
一の変調信号によつて変調する第一の変調器と、 前記光源からの周波数Fの信号を、前記第一の
変調信号とは90度位相がずれている周波数fの第
二の変調信号によつて変調する第二の変調器と、 第一及び第二の変調器によつて変調された二種
類の光信号に基づき周波数F+fの光信号を出力
する結合器と を有する特許請求の範囲第1項乃至第4項のいず
れかに記載の装置。 6 前記光混合器からの出力信号の周波数がデシ
メートル波又はセンチ波の周波数である特許請求
の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記載の装
置。 7 前記光混合器がホトダイオードである特許請
求の範囲第1項乃至第6項のいずれかに記載の装
置。 8 周波数Fの連続的な光を発する光源と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して周波数F+△Fの検査用光
パルス信号を、第一の時点において、欠陥が検査
されるべき光フアイバに与える検査用光信号送信
手段と、 前記光源からの周波数Fの光を受け取り、該周
波数Fの光を変調して周波数F+fの連続的光信
号を出力する変調信号発生手段と、 前記光フアイバ中の欠陥で反射された前記検査
用光信号のエコー信号と前記変調信号発生手段か
らの周波数F+fの光信号とを受け取るように構
成されており、前記エコー信号を受けとつた際周
波数f−△Fの電気信号を出力する光混合器と、 光フアイバ中の欠陥の位置が決定されるよう
に、光混合器から周波数f−△Fの電気信号の出
力が開始される第二の時点を検出する手段とを有
しており、 前記周波数fは、前記電気信号が線形増幅され
得るようにf/F≪1であり、且つf>△Fであ
る光フアイバの欠陥検査装置。 9 前記光源が非変調レーザ発振器からなる特許
請求の範囲第8項に記載の装置。 10 前記光源からの光が、ビームスプリツタを
介して、前記検査用光信号送信手段と前記変調信
号発生手段とに与えられるように構成されている
特許請求の範囲第8項又は第9項に記載の装置。 11 前記変調信号発生手段は、 前記光源からの周波数Fの信号を、周波数fの
第一の変調信号によつて変調する第一の変調器
と、 前記光源からの周波数Fの信号を、前記第一の
変調信号とは位相が90度ずれている周波数fの第
二の変調信号によつて変調する第二の変調器と、 第一及び第二の変調器によつて変調された二種
類の光信号に基づき周波数F+fの光信号を出力
する結合器と を有する特許請求の範囲第8項乃至第10項のい
ずれかに記載の装置。 12 前記光混合器からの出力信号の周波数がデ
シメートル波又はセンチ波の周波数である特許請
求の範囲第8項乃至第11項のいずれかに記載の
装置。 13 前記光混合器がホトダイオードである特許
請求の範囲第8項乃至第12項のいずれかに記載
の装置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7716568A FR2393287A1 (fr) | 1977-05-31 | 1977-05-31 | Echometre pour la localisation de defauts affectant les conducteurs de lumiere |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS53149351A JPS53149351A (en) | 1978-12-26 |
JPS6235051B2 true JPS6235051B2 (ja) | 1987-07-30 |
Family
ID=9191459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6445378A Granted JPS53149351A (en) | 1977-05-31 | 1978-05-31 | Reflection investigating meter |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4826314A (ja) |
JP (1) | JPS53149351A (ja) |
CA (1) | CA1108431A (ja) |
CH (1) | CH623417A5 (ja) |
DE (1) | DE2822567A1 (ja) |
FR (1) | FR2393287A1 (ja) |
GB (1) | GB1563993A (ja) |
IT (1) | IT1094629B (ja) |
NL (1) | NL7805870A (ja) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3126356A1 (de) * | 1981-07-03 | 1983-01-20 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum pruefen von objekten |
FR2517081A1 (fr) * | 1981-11-26 | 1983-05-27 | Monerie Michel | Procede de detection coherente et de demodulation d'une onde porteuse modulee a etat de polarisation variable et dispositif de mise en oeuvre |
FR2520114A1 (fr) * | 1982-01-18 | 1983-07-22 | Lignes Telegraph Telephon | Dispositif de localisation d'une cassure d'une fibre optique et utilisation d'un tel dispositif |
DE3230570A1 (de) * | 1982-08-17 | 1984-04-26 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Sende- und empfangseinrichtung fuer ein faseroptisches sensorsystem |
AU561121B2 (en) * | 1982-12-24 | 1987-04-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device for detecting fractures in power transmission fibres |
GB2138234B (en) * | 1983-04-14 | 1986-10-08 | Standard Telephones Cables Ltd | Coherent reflectometer |
DE3340428A1 (de) * | 1983-11-09 | 1985-05-23 | Wandel & Goltermann Gmbh & Co, 7412 Eningen | Verfahren und einrichtung zur ueberwachung eines optischen nachrichtenuebertragungssystems |
DE3425671A1 (de) * | 1984-07-12 | 1986-01-23 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Verfahren und vorrichtung zum messen der daempfung an lichtwellenleitern |
DE3506884A1 (de) * | 1985-02-27 | 1986-08-28 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Optisches zeitbereichsreflektometer mit heterodyn-empfang |
GB2182223A (en) * | 1985-10-23 | 1987-05-07 | Stc Plc | Optical fibre reflectometer |
JPS62200782A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-04 | Anritsu Corp | 光ファイバ測定装置 |
JPH0623678B2 (ja) * | 1986-03-19 | 1994-03-30 | アンリツ株式会社 | コヒ−レントotdr装置 |
FR2640379B1 (fr) * | 1988-12-14 | 1994-07-01 | Centre Nat Rech Scient | Procede d'analyse de composants d'optique guidee, fibres optiques ou reseaux de guides optiques par reflectometrie temporelle et reflectometre dans le domaine temporel |
CH679184A5 (ja) * | 1989-10-17 | 1991-12-31 | Leica Aarau Ag | |
WO1991012509A1 (en) * | 1990-02-15 | 1991-08-22 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical test apparatus |
US5013907A (en) * | 1990-03-27 | 1991-05-07 | Tektronix, Inc. | Optical time domain testing instrument |
US5149961A (en) * | 1990-05-15 | 1992-09-22 | Eg&G, Ltd. | Method and apparatus for optical fiber length determination |
JPH04134238A (ja) * | 1990-09-27 | 1992-05-08 | Ando Electric Co Ltd | ヘテロダイン受光を用いた光パルス試験器 |
US5757241A (en) * | 1996-12-31 | 1998-05-26 | Millitech Corporation | Pulse amplification apparatus and method |
US9500562B2 (en) * | 2015-02-05 | 2016-11-22 | University Of Ottawa | Kerr phase-interrogator for sensing and signal processing applications |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2280072A1 (fr) * | 1974-07-26 | 1976-02-20 | Douillie Remy | Procede et equipement de mesure permettant de localiser une cassure sur un cable optique |
-
1977
- 1977-05-31 FR FR7716568A patent/FR2393287A1/fr active Granted
-
1978
- 1978-05-02 CH CH473478A patent/CH623417A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1978-05-11 IT IT23309/78A patent/IT1094629B/it active
- 1978-05-15 GB GB19572/78A patent/GB1563993A/en not_active Expired
- 1978-05-24 DE DE19782822567 patent/DE2822567A1/de active Granted
- 1978-05-30 CA CA304,385A patent/CA1108431A/fr not_active Expired
- 1978-05-30 NL NL7805870A patent/NL7805870A/xx not_active Application Discontinuation
- 1978-05-31 JP JP6445378A patent/JPS53149351A/ja active Granted
-
1982
- 1982-06-28 US US06/392,912 patent/US4826314A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2822567A1 (de) | 1979-01-04 |
JPS53149351A (en) | 1978-12-26 |
CH623417A5 (ja) | 1981-05-29 |
FR2393287B1 (ja) | 1980-07-11 |
FR2393287A1 (fr) | 1978-12-29 |
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