JPS6334442B2 - - Google Patents

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JPS6334442B2
JPS6334442B2 JP59011469A JP1146984A JPS6334442B2 JP S6334442 B2 JPS6334442 B2 JP S6334442B2 JP 59011469 A JP59011469 A JP 59011469A JP 1146984 A JP1146984 A JP 1146984A JP S6334442 B2 JPS6334442 B2 JP S6334442B2
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JP
Japan
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polarization
maintaining optical
optical fibers
optical fiber
principal
Prior art date
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Expired
Application number
JP59011469A
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English (en)
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JPS60154212A (ja
Inventor
Masataka Nakazawa
Noburu Shibata
Tsuneo Horiguchi
Masamitsu Tokuda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/105Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type having optical polarisation effects

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は通信用光フアイバの接続方法に関す
る。特に、偏波保持光フアイバを接続するとき
に、その主軸を合わせるための方法に関する。
〔従来技術の説明〕
光ヘテロダイン通信方式の開発が進展し、偏波
保持光フアイバの利用が注目されるようになつ
た。偏波保持光フアイバもその製造ピースは長さ
が限られるので、長距離伝送に使用するには、接
続を行うことが必要である。偏波保持光フアイバ
は、よく知られているように、伝送される光信号
の偏光方向は二つの主軸の方向に限られ、この二
つの偏光方向の光信号が光フアイバを伝播中に生
じるモード結合は極力抑制されなければならな
い。このため、偏波保持光フアイバの接続は、光
フアイバのコアを合わせる他に、主軸方向を正し
く合わせて行うことが必要である。
すなわち二本の偏波保持光フアイバを接続する
には、その端部を互いに接近させ、コアを合わ
せ、ついでそのコア回りに回転を与えて主軸方向
を合わせてから接続を行うことになる。第1図は
その主軸を合わせるための従来例方法の説明図で
ある。二本の偏波保持光フアイバAおよびBを接
続するには、光源1および偏光子2を偏波保持光
フアイバAの接続端と反対の端部に配置して、一
つの主軸に一致する光信号を入射させる。偏波保
持光フアイバBの接続端と反対の端部では、得ら
れる出射光から入射側の主軸に対応する主軸方向
に一致する偏光方向の光信号を光検子5を介して
光検出器6で検出し、この電気出力を表示装置7
で観測する。このようにしておいて、接続端でコ
ア回りに両偏波保持光フアイバを回転させて、光
検出器6に得られるその主軸方向の偏光が最大に
なるように調節する。
この方法は原理に忠実な方法であるが、出射光
を検出するために検光子5の軸方向を合わせる手
数が必要であること、出射光の最大値となる点の
感度が悪く精密な主軸方向の検出ができないこ
と、入射端と出射端が別であることなどの欠点が
ある。
これを改良するものとして、第2図に示す方法
が知られている。この方法は、接続しようとする
二本の偏波保持光フアイバAおよびBの一端に設
けた光源1から、光フアイバAの主軸方向に一致
する偏光方向のパルス状の光信号を入射する。光
フアイバBの他端では、この出射光を光検出器6
で検出し、その電気出力を表示装置7で時間軸上
で観測する。
この方法では、入射端から一つの光パルス信号
を入射すると、接続点でモード結合があるとき、
すなわち主軸方向が一致していないときには、出
射端では二つのモードの出射光が観測される。こ
の二つのモードの光信号は群伝播時間に差Δtが
あるので、出射端の表示装置7には例えば第3図
1のように二つのパルス信号が観測される。この
状態で接続端をコアの回りに回転させて、第3図
2さらに第3図3のように調節すると、接続点で
モード結合の最も小さくなる位置を知ることがで
きる。
この方法は出射端に検光子が不要であること、
二つのパルスが一つになるように調節すればよい
ので感度がよいなどの利点があるが、入射端と出
射端とは別である。したがつて、ケーブルピース
が製造工場に巻き取られている状態のときにはよ
いが、ケーブルが布設された後では、入射端と出
射端とは遠方になつてしまい測定の能率がいちじ
るしく悪くなる。
〔発明の目的〕
本発明はこれを改良するもので、入射端と出射
端とが同一端にあり、しかも測定感度が高く調節
の容易な接続方法を提供することを目的とする。
〔発明の特徴〕
本発明は、二本の偏波保持光フアイバのそれぞ
れの端部を相互に接近させるステツプと、その端
部のコア位置を合わせるステツプと、その端部の
主軸方向を合わせるステツプと、その端部を相互
に接続するステツプとを含む偏波保持光フアイバ
の接続方法において、上記主軸方向を合わせるス
テツプは、上記二本の偏波保持光フアイバのうち
の一本の偏波保持光フアイバの接続する端部の反
対側の端部からこの一本の偏波保持光フアイバの
一つの主軸方向に光パルスを入射させ、この光パ
ルスにより上記二本の偏波保持光フアイバ内で発
生する後方散乱光を上記反対側の端部で二つの主
軸の少なくとも一つについて時間軸上で観測し、
接続しようとする点以遠で発生する後方散乱光に
ついて、上記一つの主軸方向の光パワーが最大に
なり、もしくは上記一つの主軸とは別の主軸方向
の光パワーが最小になるように調節する方法を含
むことを特徴とする。
〔実施例による説明〕
第4図は本発明実施例方法の説明図である。光
源1は光パルス信号を発生し、この光パルス信号
は、偏光子2をビームスプリツタ8を介して、接
続される二本の偏波保持光フアイバのうちの一本
の偏波保持光フアイバAの一端に入力される。こ
の光パルス信号はこの偏波保持光フアイバの中を
伝播し、後方散乱光を発生する。この後方散乱光
は、この偏波保持光フアイバの中を逆方向に伝播
して、上記一端に現れ、ビームスプリツタ8によ
り、検光子5を介して光検出器6に入力する。光
検出器6の電気出力は、低雑音増幅器9により増
幅され、平均処理回路10で信号雑音比が改善さ
れて、表示装置7に表示される。この表示装置7
では、偏波保持光フアイバの一端に現れた後方散
乱光の強度(対数表示、dB)が時間軸上に表示
される。
接続しようとする二本の偏波保持光フアイバA
およびBはその接続しようとする点を接近させ、
コア合わせを行いこの接続しようとする点を光信
号が通過する状態とする。
いま、偏波保持光フアイバAおよびBの二つの
主軸をX、Yとし、偏光子2をX軸に合わせ、検
光子5をY軸に合わせると、偏波保持光フアイバ
Aの中では主軸XとYとの間にはほとんどモード
結合がないから、光検出器6に検出される後方散
乱光はきわめて小さい。接続点の軸合わせが十分
に行なわれていない状態では、光パルス信号が接
続点を通過すると、主軸Xを伝播していた光パル
ス信号のエネルギーの一部が主軸Yに結合するの
で、接続点より遠方では主軸Yのモードで後方散
乱光が発生し光検出器6に検出される。
この状態で、接続しようとする点で両偏波保持
光フアイバの端部をコアの回りに相互に回転さ
せ、両偏波保持光フアイバAおよびBの主軸Xが
近づくと、偏波保持光フアイバBの主軸X方向に
結合する光エネルギーは小さくなるから、主軸Y
方向に偏光する接続点以遠の後方散乱光は小さく
なる。したがつて、端部をコアの回りに相互に回
転させて、主軸Y方向に偏光する接続点以遠の後
方散乱光を最小に調節すると、そのときの状態が
モード結合の最も小さい状態であつて、その状態
で接続を実行すればよい。
いま、検光子5を主軸Yに一致させるとした
が、この検光子5の偏光方向を主軸Xに一致させ
る場合には、入射光の偏光方向が主軸Xの方向で
あるから、主軸Xに一致する偏光方向の後方散乱
光は比較的高いレベルで発生しているので、光検
出器6には比較的高いレベルの出力が得られる。
このときには、接続点以遠で発生する後方散乱光
について、その値が最大になるように、接続する
端部をコア回りに回転させて調節すればよい。
つぎにこの状況を定量的に検討すると、光フア
イバAのx軸方向の入射パワーをPとし、各光フ
アイバの伝送損失は等しくαdB/Kmとする。また
誘電率ゆらぎの非対角要素によつて発生するモー
ド結合係数をh、光フアイバAの長さをZとす
る。このとき光フアイバAの出力としてはx軸方
向およびy軸方向のパワーをそれぞれPx、Pyと
すると、 Px(Z)≒Pexp(−αZ) …(1−1) Py(Z)≒Phz exp(−αZ) …(1−2) となる。後方散乱光の発生係数を光フアイバA,
BについてSA、SBとし、光パルス幅内での後方
へのモード結合量CAとすると、光フアイバAの
各主軸方向の後方散乱光のパワーPBSXおよびPBSY
は PBSX(Z)=SAPexp(−2αZ) …(2−1) PBSY(Z)=2SAhZPexp(−2αZ) +CAPexp(−2αZ) …(2−2) となる。ここで、第5図に示すように、接続点で
角度θだけ主軸の回転があり、光フアイバBの主
軸をx′、y′と表わすと、光フアイバB、入射端近
傍のx′軸方向およびy′軸方向への伝搬パワーPx′、
Py′は、 Px′=Px cos2θ+Py sin2θ …(3−1) Px′=Px sin2θ+Py cos2θ …(3−2) となる。光フアイバBからの後方散乱光のパワー
PBSX′およびPBSY′は、 PBSX′=SBPx′+CBPy′ …(4−1) PBSY′=SBPy′+CBPx′ …(4−2) となる。ただし、CBは後方へのモード結合係数
である。後方散乱光は再びθの変換を受けて光フ
アイバAに戻つてくるので、x軸方向およびy軸
方向での光フアイバBからの信号(接続点の近傍
は、 PBSX(Z=Z+ΔZ)=PBSX′cos2θ +PBSY′sin2θ …(5−1) PBSY(Z=Z+ΔZ)=PBSX′sin2θ +PBSY′cos2θ …(5−1) となる。ここで我々はPBSY(Z)について注目し
ているので式(3)、(4)、(5)を用い、さらにモード結
合方程式を解くことにより、 PBSY(Z)=〔1/2(SB+CB)−2−2P{cos2
θ−sin2θ/2}2 ・(1−4hZ)(SB−CB)〕・exp(−2αZ)…
(6) を得る。ここで、θ=0の場合、すなわち主軸が
一致している場合には、PBSY(Z=0)はSB≫CB
であることを考慮して、 PBSY=CBPexp(−2αZ) +2SBhZPexp(−2αZ) …(7) となる。しかし、θ≠0のときには、π/4まで
PBSYは単調増加関数となる。すなわち、式(6)をθ
で偏微分とすると、 δPBSY/δθ=δ/δθ〔P/2(SB+CB)−2P{
cos2θ−sin2θ/2}・(1−4hZ)(SB−CB)〕 =P/2(1−4hZ)(SB−CB)exp(−2αZ)・
sin4θ>0…(8) となる。すなわち、hZは10-2〜10-3であるため 1−4hZ>0 となり、また消光比が10〜30dBの光フアイバに
おいてはレイリー散乱の係数SBの方が後方モード
結合係数CBに比べて102程度大きい。したがつて
SB≫CBであることから式(8)は 0θπ/4 の範囲で単調増加となり、PBSYはθの変化ととも
に増加することがわかる。したがつて、θ=0の
ときPBSYが最小となり、θの正負を問わず主軸の
不一致とともにPBSYは増加する。したがつてPBSY
が最小になるように接続点で光フアイバBを回転
させればよい。
式(2−2)および(7)に着目すると、 SA>SB、CA>CB の場合の後方散乱光のパワーは第5図aに、また SA<SB、CA<CB の場合の後方散乱光のパワーを第5図bに示す。
いずれの場合にも、光フアイバBでの後方散乱光
のレベルが最小になるように調整すればよい。
x軸方向の散乱光を測定して接続する場合に
は、こんどは逆にPBSXが最大になるように光フア
イバBを回転すればよい。この場合は検光子5の
偏光方向はx軸方向に設定する。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、偏波保
持光フアイバの接続点で主軸合わせを行う場合
に、接続する光フアイバの一端のみで観測を行う
ことができる優れた利点がある。すなわち、ケー
ブルを布設した後に接続を行う場合に、送信側と
受信側が同一地点になるので、測定の効率がいち
じるしく向上する。また、表示を観測しながら、
最小もしくは最大を求める方法であるから、操作
が簡単であり、誤りが少なく、感度が高くなる利
点がある。さらに、接続箇所が3箇所以上になる
場合にも、各接続箇所を個別に識別して接続を行
うことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来例方法の説明図。第2図は従来例
方法の説明図。第3図は従来例方法の動作説明
図。第4図は本発明実施例方法の説明図。第5図
は本発明実施例方法の動作説明図。第6図は接続
点の偏光方向角度を説明するための図。 1……光源、2……偏光子、5……検光子、6
……光検出器、7……表示装置、8……ビームス
プリツタ、9……低雑音増幅器、10……平均処
理回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 二本の偏波保持光フアイバのそれぞれの端部
    を相互に接近させるステツプと、 その端部のコア位置を合わせるステツプと、 その端部の主軸方向を合わせるステツプと、 その端部を相互に接続するステツプと を含む偏波保持光フアイバの接続方法におい
    て、 上記主軸方向を合わせるステツプは、 上記二本の偏波保持光フアイバのうちの一本の
    偏波保持光フアイバの接続する端部の反対側の端
    部からこの一本の偏波保持光フアイバの一つの主
    軸方向に光パルスを入射させ、 この光パルスにより上記二本の偏波保持光フア
    イバ内で発生する後方散乱光を上記反対側の端部
    で二つの主軸の少なくとも一つについて時間軸上
    で観測し、 接続しようとする点以遠で発生する後方散乱光
    について、上記一つの主軸方向の光パワーが最大
    になり、もしくは上記一つの主軸とは別の主軸方
    向の光パワーが最小になるように調節する 方法を含むことを特徴とする偏波保持光フアイ
    バの接続方法。
JP59011469A 1984-01-24 1984-01-24 偏波保持光フアイバの接続方法 Granted JPS60154212A (ja)

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JPS60154212A JPS60154212A (ja) 1985-08-13
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JPH0810284B2 (ja) * 1987-11-20 1996-01-31 日本電信電話株式会社 光導波路光軸合わせ方法および装置

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JPS60154212A (ja) 1985-08-13

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