WO2020032234A1 - 光ファイバ側方入出力装置および設計方法 - Google Patents
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- G02B6/4289—Optical modules with tapping or launching means through the surface of the waveguide by inducing bending, microbending or macrobending, to the light guide
Definitions
- the present disclosure relates to an optical fiber side input / output device for inputting / outputting light from the side of a bent optical fiber core wire and a method for designing the device.
- FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of an optical fiber core with tube (hereinafter, tube core) 100 in which an optical fiber 1 is covered with a protective tube 2.
- the tube core 100 has a gap between the coating of the optical fiber core 1 and the protective tube 2.
- An optical fiber side input / output device that bends an optical fiber with respect to a tube core 100 as shown in FIG. 1 and inputs and outputs light from a bent portion has been studied (for example, see Non-Patent Document 1). .
- FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the optical fiber side input / output device 301.
- the optical fiber side input / output device 301 sandwiches the tube core wire 100 between the concave first jig 11 and the convex second jig 12, and inputs and outputs light from the bent portion.
- Non-Patent Document 1 discloses that communication can be monitored without affecting communication by setting an interval S between the concave first jig 11 and the convex second jig 12 to an appropriate value. Have been.
- the optical fiber side input / output device 301 sets the distance S between the bending vertex of the first jig 11 and the bending vertex of the second jig 12 to S ⁇ d + 2t (where d is the diameter of the optical fiber 1 and t is Thickness of protection tube 2) And had In other words, the optical fiber side input / output device 301 crushes the protective tube 2 to remove the gap between the optical fiber core 1 and the protective tube 2, and receives the leaked light from the bent optical fiber core 1. I was
- FIGS. 6, 7, and 9 of Non-Patent Document 1 show that the insertion loss and the output efficiency also change due to the change in the thickness of the protective tube.
- FIG. 3 is a diagram illustrating the dependency between the insertion loss and the spacing S when the optical fiber side input / output device 301 is set. It is necessary to set the interval S for each tube core 100 according to the thickness of the protective tube so that the insertion loss when the tube core 100 is sandwiched as shown in FIG. 3 is equal to or less than a specified value (for example, 2 dB or less). is there.
- the present invention provides an optical fiber side input / output device capable of inputting / outputting light from the side of a tube core without adjusting the interval S even when the thickness of the protective tube is different, and a design method thereof.
- the purpose is to provide.
- an optical fiber side input / output device appropriately sets a central angle of a vertex portion of a first jig having a convex portion, and sets an interval S and a side at the angle. Because of the insertion loss at the time of input and output, the structure is such that the loss insertion is equal to or less than a predetermined value even if the thickness of the protective tube changes, and the adjustment of the interval S is unnecessary.
- the optical fiber core is covered with a protective tube, and a concave portion that bends in the longitudinal direction and a bend are given to the optical fiber with a tube having a structure in which a gap exists between the protective tube and the optical fiber.
- a first jig having light input / output means for receiving light leaking from the optical fiber with a tube, the light being incident on the optical fiber with a tube,
- a second jig curved in the longitudinal direction with respect to the optical fiber with a tube, and having a convex portion for sandwiching the optical fiber with a tube between the concave portion of the first jig;
- a pressing portion that applies a pressing force to the optical fiber with a tube to form a bend With
- the convex part of the second jig is an arc having a radius of curvature r and a central angle ⁇ (165 ° ⁇ ⁇ ⁇ 180 °).
- the present invention can provide an optical fiber side input / output device capable of inputting / outputting light from the side of the tube core without adjusting the interval S even when the thickness of the protective tube is different.
- the radius of curvature r of the convex portion of the second jig is 2.8 mm or less
- the concave portion of the first jig is an arc having a radius of curvature R (2 mm ⁇ R ⁇ 3 mm) and a central angle ⁇ (160 ° ⁇ ⁇ ⁇ 170 °).
- the distance S is not less than 0.2 mm and not more than 0.3 mm.
- the interval S is set in the optical fiber side input / output device as follows.
- a first jig having an optical fiber core covered with a protective tube, and having a concave portion curved in a longitudinal direction with respect to an optical fiber with a tube having a structure in which a gap exists between the protective tube and the optical fiber core;
- a second jig that is curved in the longitudinal direction with respect to the optical fiber with a tube and has a convex portion that sandwiches the optical fiber with a tube between the optical fiber with the tube and the concave portion of the first jig.
- the concave portion of the first jig and the convex portion of the second jig are sandwiched so that the distance S (S> 0) between the concave portion of the first jig and the convex portion of the second jig is reduced.
- Apply a pressing force in the approaching direction to give a bend An optical fiber side input / output device for receiving light leaking from the tubed optical fiber by inputting light to the bent optical fiber with a tube by the optical input / output means of the first jig;
- Design method The center of the convex portion of the second jig when the optical fiber side input / output device is installed with respect to the optical fiber with a tube having the smallest thickness of the protective tube among the optical fibers with the tube.
- a third step of measuring dependence A fourth step of obtaining, from the second dependence measured in the third step, an interval S2 that is an interval S at which the second insertion loss is equal to or less than a specified loss of the insertion loss and equal to or less than an interval S1; A fifth step of setting an interval between the concave portion of the first jig and the convex portion of the second jig to an interval S2; Is performed.
- the interval S2 or less When the output efficiency at which the light input / output unit receives light leaking from the tube-containing optical fiber having the smallest thickness of the protective tube is less than the specified output efficiency, the interval S2 or less.
- the optical input / output unit is centered on a position at which the input / output efficiency is maximized with respect to the optical fiber with a tube having the smallest thickness of the protective tube among the optical fibers with a tube.
- the present invention can provide an optical fiber side input / output device capable of inputting / outputting light from the side of the tube core without adjusting the interval S even when the thickness of the protective tube is different, and a design method thereof.
- FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an optical fiber side input / output device according to the present invention.
- FIG. 9 is a diagram illustrating the dependence of the insertion loss and the spacing S when the optical fiber side input / output device is set. It is a figure explaining the 1st jig of the optical fiber side input / output device concerning the present invention. It is a figure explaining the 2nd jig of the optical fiber side input / output device concerning the present invention. It is a figure explaining the dependence of the insertion loss and interval S for every (phi) of the 2nd jig of the optical fiber side input / output device which concerns on this invention.
- FIG. 9 is a diagram illustrating the dependence of the insertion loss and the spacing S when the optical fiber side input / output device is set. It is a figure explaining the 1st jig of the optical fiber side input / output device concerning the present invention. It is a figure explaining the 2nd jig of the optical fiber side input / output device concerning the
- FIG. 7 is a diagram for explaining the dependence of the spacing S on the insertion loss (FIG. 7A) and the output efficiency (FIG. 7B) when ⁇ of the optical fiber side input / output device according to the present invention is 165 °. It is.
- ⁇ of the optical fiber side input / output device according to the present invention is set to 165 °
- the insertion loss (FIG. 8A) and the output efficiency (FIG. 8B) and the radius R of curvature of the concave jig are compared. It is a figure explaining dependence.
- ⁇ of the optical fiber side input / output device according to the present invention is 165 °
- FIG. 9B 9B and the bending angle ⁇ of the concave jig are shown. It is a figure explaining dependence.
- 5 is a flowchart illustrating a design method according to the present invention. It is a figure explaining the procedure which acquires S1 among interval S of the crevice of the 1st jig and the convex part of the 2nd jig of the optical fiber side input-output device concerning the present invention. It is a figure explaining the procedure which acquires S2 among interval S of the crevice of the 1st jig and the convex part of the 2nd jig of the optical fiber side input / output device concerning the present invention.
- the optical fiber side input / output device of the present embodiment will be described with reference to FIG.
- FIGS. 4 and 5 are diagrams illustrating the structures of the first jig 11 and the second jig 12, respectively.
- the optical fiber side input / output device 301 includes: A concave portion 22 that is bent in a longitudinal direction with respect to an optical fiber 100 with a tube in which an optical fiber 1 is covered with a protective tube 2 and an air gap exists between the protective tube 2 and the optical fiber 1; A first jig 11 having light input / output means 14 for receiving light leaking from the tubed optical fiber 100 by inputting light to the given tubed optical fiber 100; A second jig 12 that is curved in the longitudinal direction with respect to the optical fiber 100 with a tube and has a convex portion 23 that sandwiches the optical fiber 100 with a tube between the concave portion 22 of the first jig 11; The concave portion 22 of the first jig 11 and the convex portion 23 of the second jig 12
- the convex portion 23 of the second jig 12 is characterized by an arc having a radius of curvature r and a central angle ⁇ (165 ° ⁇ ⁇ ⁇ 180 °) (see FIG. 5).
- the present design method has a concave portion that is bent in the longitudinal direction with respect to an optical fiber with a tube in which an optical fiber is covered with a protective tube and a gap exists between the protective tube and the optical fiber.
- a first jig and a second jig that is curved in the longitudinal direction with respect to the optical fiber with a tube and has a convex portion that sandwiches the optical fiber with a tube between a concave portion of the first jig and The concave portion of the first jig and the second jig are sandwiched by an optical fiber with a tube so that the distance S (S> 0) between the concave portion of the first jig and the convex portion of the second jig is reduced.
- a third step of measuring dependence A fourth step of obtaining, from the second dependence measured in the third step, an interval S2 that is an interval S at which the second insertion loss is equal to or less than a specified loss of the insertion loss and equal to or less than an interval S1; A fifth step of setting an interval between the concave portion of the first jig and the convex portion of the second jig to an interval S2; Is performed.
- FIG. 6 is a diagram for explaining the dependency between the insertion loss and the spacing S for each ⁇ of the second jig 12 obtained in the first step.
- ⁇ is 150 to 170 °.
- R of the first jig 11 is 2.125 mm, ⁇ is 170 °, r of the second jig 12 is 1 mm, and the measurement wavelength is 1550 nm.
- the tube core 100 having the largest tube thickness was used, and an R30 fiber was used as the optical fiber core 1 in the tube core.
- the R30 fiber is an optical fiber that can be bent to a radius of 30 mm (the bending loss is 0.1 dB or less (wavelength: 1550 nm when the number of windings at the radius of 30 mm is 100). As shown in FIG.
- the maximum value of the insertion loss can be controlled by appropriately setting ⁇ .
- ⁇ 165 ° or more, the insertion loss can be reduced to a specified value of 2 dB or less.
- FIG. 7 is a diagram illustrating the dependence of the insertion loss (FIG. 7A) and the output efficiency (FIG. 7B) and the spacing S when ⁇ is set to 165 °.
- the measurement wavelength has an insertion loss of 1550 nm and an output efficiency of 1310 nm.
- the tube core 100 has a maximum thickness and a minimum thickness, and the optical fiber core 1 in the tube core 100 has an R30 fiber and an R15 fiber (a bending loss of 0.1 when the number of turns is 10 at a radius of 15 mm is 10).
- 03 dB or less was used.
- the design method includes: When the output efficiency at which the light input / output unit receives light leaking from the tube-containing optical fiber having the smallest thickness of the protective tube is less than the specified output efficiency, the interval S2 or less.
- the output efficiency may be lower than a specified value depending on the interval S. Therefore, the interval S is set in a section A in which the insertion loss satisfies the specified value and the power efficiency exceeds the specified value.
- the insertion loss can be set to a specified value of 2 dB or less and the output efficiency can be set to a specified value of -33 dB or more for all four types of tube cores.
- the interval S was about 0.2 to 0.3 mm, which satisfied the condition. This is a value smaller than the conventional interval S (0.325 to 0.33 mm) shown in Non-Patent Document 1.
- both the insertion loss and the output efficiency are reduced for all the tube cores having different tube thicknesses.
- the specified value could be satisfied. That is, by setting ⁇ to 165 ° or more and setting the interval S to 0.2 to 0.3 mm, the operator does not need to switch the interval S for each tube core type.
- the optical input / output unit 14 is moved to a position where the input / output efficiency is maximized with respect to the optical fiber 100 with a tube having the smallest thickness of the protective tube. It is desirable to align.
- FIG. 8 is a diagram illustrating the dependence of the insertion loss (FIG. 8A) and the output efficiency (FIG. 8B) when ⁇ is 165 ° and the radius R of curvature of the concave jig. .
- the measurement wavelength has an insertion loss of 1550 nm and an output efficiency of 1310 nm.
- the maximum and minimum thicknesses of the tube core wires were used, and R30 fiber and R15 fiber were used for the optical fiber core wires in the tube core wire.
- R 8 shows that the insertion loss and the output efficiency are constant when R is 2 to 3 mm, the insertion loss is equal to or less than a specified value of 2 dB, and the output efficiency is equal to or more than a specified value of ⁇ 33 dB. Therefore, R can be set to 2-3 mm.
- the radius of curvature r of the convex jig needs to be a radius of curvature obtained by subtracting the interval S from the radius of curvature R of the concave jig in order to sufficiently sandwich the tube core wire. That is, r ⁇ RS Needs to be satisfied.
- FIG. 9 is a diagram for explaining the dependence of the insertion loss (FIG. 9A) and the output efficiency (FIG. 9B) when ⁇ is 165 ° and the bending angle ⁇ of the concave jig. .
- the measurement wavelength has an insertion loss of 1550 nm and an output efficiency of 1310 nm.
- the maximum and minimum thicknesses of the tube core wires were used, and R30 fiber and R15 fiber were used as the optical fiber core wires in the tube core wire. From FIG. 9, it can be seen that the insertion loss is equal to or less than the specified value 2 dB and the output efficiency is equal to or more than the specified value ⁇ 33 dB when ⁇ is 160 to 170 °. Therefore, ⁇ can be set to 160 to 170 °.
- FIG. 10 is a diagram illustrating a design method of the optical fiber side input / output device 301 according to the present embodiment.
- the optical fiber side input / output device is installed with respect to the optical fiber with a tube having the smallest thickness of the protective tube among the optical fibers with a tube to be monitored, the convex portion of the second jig.
- a first step of measuring the first dependence of the first insertion loss and the spacing S on the central angle ⁇ of A second step (see FIG.
- an interval S1 which is an interval S at which the first insertion loss is maximum, from the first dependence measured in the first step;
- the optical fiber side input / output device is installed with respect to the optical fiber with a tube in which the thickness of the protective tube is the largest among the optical fibers with a tube, the second insertion loss and the distance S between the second insertion loss and the spacing S are set.
- a fourth step (see FIG.
- the output efficiency at which the light input / output unit receives light leaking from the tube-containing optical fiber having the smallest thickness of the protective tube is less than the specified output efficiency.
- a sixth step of calculating the interval S3, which is the interval S at which the output efficiency becomes equal to or greater than the specified output efficiency, from the range of the interval S2 or less without performing the fifth step A seventh step of setting an interval between the concave portion of the first jig and the convex portion of the second jig to an interval S3; I do.
- the interval S is set to a unique value irrespective of the thickness of the tube, so that the ⁇ of the second jig is appropriately set, and the interval S is smaller than the interval S which is conventionally set for a tube having a small thickness.
- Optical fiber core wire 2 Protective tube 11: First jig 12: Second jig 13: Pressing part 14: Optical input / output part 50: Probe optical fiber 51: Holding part 22: Depression 23: Convex part 100: Optical fiber core with tube, tube core 301: Optical fiber side input / output device
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Abstract
保護チューブの厚みが異なる場合でも間隔Sを調整することなくチューブ心線の側方から光を入出力できる光ファイバ側方入出力装置及びその設計方法を提供することを目的とする。 本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、凸部を有する第1治具の頂点部の中心角の角度を適正に設定し、その角度における間隔Sと側方入出力時の挿入損失の関係から損失挿入が保護チューブの厚みが変わっても所定の規定値以下となる構造とし、間隔Sの調整を不要とした。
Description
本開示は、曲げた光ファイバ心線の側方から光を入出力する光ファイバ側方入出力装置およびその装置の設計方法に関する。
図1は、光ファイバ心線1が保護チューブ2で覆われたチューブ付光ファイバ心線(以下、チューブ心線)100の構造を説明する図である。チューブ心線100は、光ファイバ心線1の被覆と保護チューブ2との間に空隙を有する。図1に示すようなチューブ心線100に対して、光ファイバを曲げ、曲げ部から光を入出力する光ファイバ側方入出力装置が検討されている(例えば、非特許文献1を参照。)。
図2は、光ファイバ側方入出力装置301の構成を説明する図である。光ファイバ側方入出力装置301は、凹型の第1冶具11と凸型の第2冶具12とでチューブ心線100を挟み込み曲げを形成し、曲げ部から光を入出力する。非特許文献1では、凹型の第1冶具11と凸型の第2冶具12との間隔Sを適切な値に設定することで、通信に影響を与えることなく通信をモニタすることができることが示されている。
光ファイバ側方入出力装置301の従来の設計方法を説明する。光ファイバ側方入出力装置301は、従来、第1冶具11の曲げ頂点部と第2冶具12の曲げ頂点部との間隔Sを
S≒d+2t (dは光ファイバ心線1の直径、tは保護チューブ2の厚み)
としていた。つまり、光ファイバ側方入出力装置301は、保護チューブ2をつぶして光ファイバ心線1と保護チューブ2との間の空隙を除去し、曲げた光ファイバ心線1からの漏洩光を受光していた。
S≒d+2t (dは光ファイバ心線1の直径、tは保護チューブ2の厚み)
としていた。つまり、光ファイバ側方入出力装置301は、保護チューブ2をつぶして光ファイバ心線1と保護チューブ2との間の空隙を除去し、曲げた光ファイバ心線1からの漏洩光を受光していた。
植松他,"ルースチューブで覆われた光ファイバ心線からの漏洩光取得装置の設計," 信学技報,OFT2017-59,2018年1月.
非特許文献1の図6、7、9に、保護チューブの厚みの変動により挿入損失および出力効率も変動することが示されている。光アクセス網における所外8分岐スプリッタモジュールには、保護チューブの厚みが大きく異なる数種類のチューブ心線が用いられている。図3は、光ファイバ側方入出力装置301をセットした時の挿入損失と間隔Sとの依存性を説明する図である。図3のようにチューブ心線100を挟み込んだときの挿入損失が規定値以下(たとえば2dB以下)となるように間隔Sを、保護チューブの厚みに応じてチューブ心線100毎に設定する必要がある。非特許文献1のような設計方法では、保護チューブの厚みによって間隔Sを調整するため、保護チューブの厚みが大きく異なる場合には、保護チューブの厚みに応じて個別に光ファイバ側方入出力装置を調整する必要があり、作業性の向上が課題であった。
そこで本発明は、上記課題を解決すべく、保護チューブの厚みが異なる場合でも間隔Sを調整することなくチューブ心線の側方から光を入出力できる光ファイバ側方入出力装置及びその設計方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、凸部を有する第1治具の頂点部の中心角の角度を適正に設定し、その角度における間隔Sと側方入出力時の挿入損失の関係から損失挿入が保護チューブの厚みが変わっても所定の規定値以下となる構造とし、間隔Sの調整を不要とした。
具体的には、本発明に係る光ファイバ側方入出力装置は、
光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部、及び曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光入出力手段を有する第1治具と、
前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加し、前記チューブ付き光ファイバに曲げを形成する押圧部と、
を備え、
前記第2治具の前記凸部は、曲率半径r及び中心角φ(165°≦φ<180°)の円弧であることを特徴とする。
光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部、及び曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光入出力手段を有する第1治具と、
前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加し、前記チューブ付き光ファイバに曲げを形成する押圧部と、
を備え、
前記第2治具の前記凸部は、曲率半径r及び中心角φ(165°≦φ<180°)の円弧であることを特徴とする。
第2治具の凸部を構成する円弧の中心角φを大きくすることで挿入損失の値及び間隔Sに対する挿入損失の変動が小さくなる。特にφを165°以上とすることで全ての間隔Sで挿入損失の最大値が規定損失より小さくなる。つまり、保護チューブの厚みが変わっても挿入損失が規定値より大きくならず、間隔Sを調整する必要が無くなる。従って、本発明は、保護チューブの厚みが異なる場合でも間隔Sを調整することなくチューブ心線の側方から光を入出力できる光ファイバ側方入出力装置を提供することができる。
また、その他の構造パラメータは次の通りに設定することが好ましい。
前記第2治具の前記凸部の曲率半径rは、2、8mm以下であり、
前記第1治具の前記凹部は、曲率半径R(2mm≦R≦3mm)及び中心角θ(160°≦φ≦170°)の円弧である
ことを特徴とする。
さらに、 前記間隔Sは、0.2mm以上、0.3mm以下であることを特徴とする。
前記第2治具の前記凸部の曲率半径rは、2、8mm以下であり、
前記第1治具の前記凹部は、曲率半径R(2mm≦R≦3mm)及び中心角θ(160°≦φ≦170°)の円弧である
ことを特徴とする。
さらに、 前記間隔Sは、0.2mm以上、0.3mm以下であることを特徴とする。
また、間隔Sについては、次のように光ファイバ側方入出力装置に設定する。
光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部を有する第1治具と、前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具とで、前記チューブ付き光ファイバを挟み込み、前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加して曲げを与え、
前記第1治具が有する光入出力手段で、曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光ファイバ側方入出力装置の設計方法であって、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が前記挿入損失の規定損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする。
光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部を有する第1治具と、前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具とで、前記チューブ付き光ファイバを挟み込み、前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加して曲げを与え、
前記第1治具が有する光入出力手段で、曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光ファイバ側方入出力装置の設計方法であって、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が前記挿入損失の規定損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする。
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を前記光入出力部が受光する出力効率が規定出力効率未満の場合、間隔S2以下の範囲から、当該出力効率が規定出力効率以上となる間隔Sである間隔S3を求める第6工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行うことを特徴とする。
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行うことを特徴とする。
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光入出力部を入出力効率が最大となる位置へ調心することを特徴とする。
本発明は、保護チューブの厚みが異なる場合でも間隔Sを調整することなくチューブ心線の側方から光を入出力できる光ファイバ側方入出力装置及びその設計方法を提供することができる。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
図2を用いて本実施形態の光ファイバ側方入出力装置を説明する。また、図4及び図5は、それぞれ第1治具11及び第2治具12の構造を説明する図である。光ファイバ側方入出力装置301は、
光ファイバ心線1が保護チューブ2で覆われ、保護チューブ2と光ファイバ心線1との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバ100に対して長手方向に湾曲する凹部22、及び曲げが与えられたチューブ付き光ファイバ100に対して光を入射し、チューブ付き光ファイバ100から漏洩する光を受光する光入出力手段14を有する第1治具11と、
チューブ付き光ファイバ100に対して長手方向に湾曲し、第1治具11の凹部22との間でチューブ付き光ファイバ100を挟み込む凸部23を有する第2治具12と、
第1治具11の凹部22と第2治具12の凸部23との間隔S(S>0)が小さくなるように第1治具11の凹部22と第2治具12の凸部23とが近づく方向に押圧力を印加し、チューブ付き光ファイバ100に曲げを形成する押圧部13と、
を備え、
第2治具12の凸部23は、曲率半径r及び中心角φ(165°≦φ<180°)の円弧である(図5参照)ことを特徴とする。
光ファイバ心線1が保護チューブ2で覆われ、保護チューブ2と光ファイバ心線1との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバ100に対して長手方向に湾曲する凹部22、及び曲げが与えられたチューブ付き光ファイバ100に対して光を入射し、チューブ付き光ファイバ100から漏洩する光を受光する光入出力手段14を有する第1治具11と、
チューブ付き光ファイバ100に対して長手方向に湾曲し、第1治具11の凹部22との間でチューブ付き光ファイバ100を挟み込む凸部23を有する第2治具12と、
第1治具11の凹部22と第2治具12の凸部23との間隔S(S>0)が小さくなるように第1治具11の凹部22と第2治具12の凸部23とが近づく方向に押圧力を印加し、チューブ付き光ファイバ100に曲げを形成する押圧部13と、
を備え、
第2治具12の凸部23は、曲率半径r及び中心角φ(165°≦φ<180°)の円弧である(図5参照)ことを特徴とする。
また、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置を設計する方法も説明する。本設計方法は、光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部を有する第1治具と、前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具とで、前記チューブ付き光ファイバを挟み込み、前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加して曲げを与え、
前記第1治具が有する光入出力手段で、曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光ファイバ側方入出力装置の設計方法であって、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が前記挿入損失の規定損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする。
前記第1治具が有する光入出力手段で、曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光ファイバ側方入出力装置の設計方法であって、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が前記挿入損失の規定損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする。
図6は、前記第1工程で取得する、第2冶具12のφ毎の挿入損失と間隔Sとの依存性を説明する図である。φは150~170°である。第1冶具11のRを2.125mm、θを170°とし、第2冶具12のrを1mm、測定波長を1550nmとしている。チューブ心線100はチューブ厚みが最大のものを用い、チューブ心線内の光ファイバ心線1としてR30ファイバを用いた。R30ファイバは、半径30mmまで曲げることができる(半径30mmでの巻き数が100のときに曲げ損失が0.1dB以下(波長1550nm)であること)光ファイバのことである。図6より、間隔Sを小さくしていくと挿入損失はある間隔で最大となり、それより小さい間隔Sでは挿入損失は小さくなっていく。そのためφを適切に設定することで挿入損失の最大値を制御することができる。本実施形態では、φを165°以上とすることで、挿入損失を規定値2dB以下とすることができる。
図7は、φを165°としたときの挿入損失(図7(A))および出力効率(図7(B))と間隔Sとの依存性を説明する図である。測定波長は、挿入損失が1550nm、出力効率が1310nmである。チューブ心線100は厚みの最大と最小のものを用い、チューブ心線100内の光ファイバ心線1にはR30ファイバおよびR15ファイバ(半径15mmでの巻き数が10のときに曲げ損失が0.03dB以下(波長1550nm)であること)を用いた。
なお、挿入損失が規定値を満たしていても、チューブ心線100から漏洩する光が少なければ、光ファイバ側方入出力装置301を用いて通信をモニタすることが難しくなる。このため、出力効率が規定値以上となるように間隔Sを設定する必要がある。具体的には、前記設計方法は、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を前記光入出力部が受光する出力効率が規定出力効率未満の場合、間隔S2以下の範囲から、当該出力効率が規定出力効率以上となる間隔Sである間隔S3を求める第6工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行う。
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を前記光入出力部が受光する出力効率が規定出力効率未満の場合、間隔S2以下の範囲から、当該出力効率が規定出力効率以上となる間隔Sである間隔S3を求める第6工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行う。
例えば、図7(B)のようにチューブ厚が小のR15ファイバの場合、間隔Sによっては出力効率が規定値を下回ることがある。このため、挿入損失が規定値を満たし、且つ力効率が規定値を上回る区間Aに間隔Sを設定する。このような間隔Sに設定することで、4種類すべてのチューブ心線に対して挿入損失を規定値2dB以下、かつ出力効率を規定値-33dB以上にすることができる。本測定では、間隔Sは0.2~0.3mm程度で条件を満たしていた。これは非特許文献1に示される従来の間隔S(0.325~0.33mm)より小さい値である。
以上のように、光ファイバ側方入出力装置301の間隔Sを所定値(0.2~0.3mm)に設定することでチューブ厚みの異なるチューブ心線全てに対して挿入損失も出力効率も規定値を満たすことができた。つまり、φを165°以上とし、間隔Sを0.2~0.3mmに設定することで、作業者がチューブ心線種別ごとに間隔Sを切り替える必要がなくなる。
なお、前記設計方法を行う際には、前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さいチューブ付き光ファイバ100に対して、光入出力部14を入出力効率が最大となる位置へ調心することが望ましい。
(実施例1)
図8は、φを165°としたときの挿入損失(図8(A))および出力効率(図8(B))と凹型冶具の曲率半径であるRとの依存性を説明する図である。測定波長は、挿入損失が1550nm、出力効率が1310nmである。チューブ心線は厚みの最大と最小のものを用い、チューブ心線内の光ファイバ心線にはR30ファイバおよびR15ファイバを用いた。図8より、Rが2~3mmにおいて挿入損失および出力効率は一定であり、挿入損失が規定値2dB以下であり、かつ出力効率が規定値-33dB以上であることがわかる。したがって、Rは2~3mmに設定できる。
図8は、φを165°としたときの挿入損失(図8(A))および出力効率(図8(B))と凹型冶具の曲率半径であるRとの依存性を説明する図である。測定波長は、挿入損失が1550nm、出力効率が1310nmである。チューブ心線は厚みの最大と最小のものを用い、チューブ心線内の光ファイバ心線にはR30ファイバおよびR15ファイバを用いた。図8より、Rが2~3mmにおいて挿入損失および出力効率は一定であり、挿入損失が規定値2dB以下であり、かつ出力効率が規定値-33dB以上であることがわかる。したがって、Rは2~3mmに設定できる。
また、凸型冶具の曲率半径であるrについては、チューブ心線を十分に挟み込むため、凹型冶具の曲率半径Rから間隔Sを減じた曲率半径であることが必要である。つまり、
r≦R-S
を満たす必要がある。
r≦R-S
を満たす必要がある。
前述の通り、Rは2~3mm、Sは0.2~0.3mmであるため、rは
3-0.2=2.8mm以下、
好ましくは
2-0.2=1.8mm以下
とする。なお、本実施例ではr=1.0mmを使用している。
3-0.2=2.8mm以下、
好ましくは
2-0.2=1.8mm以下
とする。なお、本実施例ではr=1.0mmを使用している。
(実施例2)
図9は、φを165°としたときの挿入損失(図9(A))および出力効率(図9(B))と凹型冶具の曲げ角度であるθとの依存性を説明する図である。測定波長は、挿入損失が1550nm、出力効率が1310nmである。チューブ心線は厚みの最大と最小のものを用い、チューブ心線内の光ファイバ心線にはR30ファイバおよびR15ファイバを用いた。図9より、θが160~170°において挿入損失が規定値2dB以下であり、かつ出力効率が規定値-33dB以上であることがわかる。したがって、θは160~170°に設定できる。
図9は、φを165°としたときの挿入損失(図9(A))および出力効率(図9(B))と凹型冶具の曲げ角度であるθとの依存性を説明する図である。測定波長は、挿入損失が1550nm、出力効率が1310nmである。チューブ心線は厚みの最大と最小のものを用い、チューブ心線内の光ファイバ心線にはR30ファイバおよびR15ファイバを用いた。図9より、θが160~170°において挿入損失が規定値2dB以下であり、かつ出力効率が規定値-33dB以上であることがわかる。したがって、θは160~170°に設定できる。
(実施例3)
図10は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置301の設計方法を説明する図である。
モニタ対象のチューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程(図11参照)と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が前記挿入損失の規定損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程(図12参照)と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする。
図10は、本実施形態の光ファイバ側方入出力装置301の設計方法を説明する図である。
モニタ対象のチューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程(図11参照)と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が前記挿入損失の規定損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程(図12参照)と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする。
なお、第4工程終了後、前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を前記光入出力部が受光する出力効率が規定出力効率未満の場合、第5工程を行わず、間隔S2以下の範囲から、当該出力効率が規定出力効率以上となる間隔Sである間隔S3を求める第6工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行う。
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行う。
(発明の効果)
本発明では、チューブの厚みにかかわらず間隔Sを一意の値とするため、第2冶具のφを適切に設定し、従来チューブ厚みの小さいものに対して設定していた間隔Sよりさらに小さいSとした。
本発明では、チューブの厚みにかかわらず間隔Sを一意の値とするため、第2冶具のφを適切に設定し、従来チューブ厚みの小さいものに対して設定していた間隔Sよりさらに小さいSとした。
1:光ファイバ心線
2:保護チューブ
11:第1治具
12:第2治具
13:押圧部
14:光入出力部
50:プローブ光ファイバ
51:保持部
22:凹部
23:凸部
100:チューブ付光ファイバ心線、チューブ心線
301:光ファイバ側方入出力装置
2:保護チューブ
11:第1治具
12:第2治具
13:押圧部
14:光入出力部
50:プローブ光ファイバ
51:保持部
22:凹部
23:凸部
100:チューブ付光ファイバ心線、チューブ心線
301:光ファイバ側方入出力装置
Claims (6)
- 光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部、及び曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光入出力手段を有する第1治具と、
前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加し、前記チューブ付き光ファイバに曲げを形成する押圧部と、
を備え、
前記第2治具の前記凸部は、曲率半径r及び中心角φ(165°≦φ<180°)の円弧であることを特徴とする光ファイバ側方入出力装置。 - 前記第2治具の前記凸部の曲率半径rは、2、8mm以下であり、
前記第1治具の前記凹部は、曲率半径R(2mm≦R≦3mm)及び中心角θ(160°≦φ≦170°)の円弧である
ことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ側方入出力装置。 - 前記間隔Sは、0.2mm以上、0.3mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ファイバ側方入出力装置。
- 光ファイバ心線が保護チューブで覆われ、前記保護チューブと前記光ファイバ心線との間に空隙が存在する構造のチューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲する凹部を有する第1治具と、前記チューブ付き光ファイバに対して長手方向に湾曲し、前記第1治具の凹部との間で前記チューブ付き光ファイバを挟み込む凸部を有する第2治具とで、前記チューブ付き光ファイバを挟み込み、前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔S(S>0)が小さくなるように前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部とが近づく方向に押圧力を印加して曲げを与え、
前記第1治具が有する光入出力手段で、曲げが与えられた前記チューブ付き光ファイバに対して光を入射し、前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を受光する光ファイバ側方入出力装置の設計方法であって、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、前記第2治具の前記凸部の中心角φについて第1挿入損失と間隔Sとの第1依存性を測定する第1工程と、
前記第1工程で測定した第1依存性から、前記第1挿入損失が最大となる間隔Sである間隔S1を求める第2工程と、
前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も大きい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記光ファイバ側方入出力装置を設置したときの、第2挿入損失と間隔Sとの第2依存性を測定する第3工程と、
前記第3工程で測定した第2依存性から、前記第2挿入損失が規定の損失以下且つ間隔S1以下となる間隔Sである間隔S2を求める第4工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S2に設定する第5工程と、
を行うことを特徴とする設計方法。 - 前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバから漏洩する光を前記第1治具が備える光入出力部が受光する出力効率が規定出力効率未満の場合、間隔S2以下の範囲から、当該出力効率が規定出力効率以上となる間隔Sである間隔S3を求める第6工程と、
前記第1治具の凹部と前記第2治具の凸部との間隔を間隔S3に設定する第7工程と、
を行うことを特徴とする請求項4に記載の設計方法。 - 前記チューブ付き光ファイバのうち、前記保護チューブの厚みが最も小さい前記チューブ付き光ファイバに対して、前記第1治具が備える光入出力部を入出力効率が最大となる位置へ調心することを特徴とする請求項4又は5に記載の設計方法。
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