JP3775664B2 - Optical fiber contrast device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバケーブル網の建設・保守に使用される光心線対照器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバ通信網を建設・保守するにあたり、マンホール内(クロージャ)や構内(キャビネット)の光ファイバを作業現場で特定する必要性がある。即ち、光ファイバ通信網の建設・保守を行なう際には、複数の光ファイバの中から作業を行なう1本の光ファイバを選択して特定する必要がある。この作業を心線対照とよび、通常は図3に示すような方法で実施している。即ち、対照を必要とする光ファイバ6の上部側に設置した心線対照光源7から光カプラやビームスプリッタ等の光分岐結合器8を介して心線対照光(以後、対照光とよぶ)を入射する。光ファイバ6の下部側では、曲げ部1”を用いて光ファイバ6に曲げを加えながら対照光を光ファイバ6の側面から放射させ、これを受光器2で検出する。なお曲げ部1”は、図4に示すように、凸部材1a”、凹部材1b”、受光器2により構成されている。
【0003】
この方法をサービス心線に適用する場合、通信品質を劣化させずに対照しなければならないため、長波長側の光ほど漏洩しやすいという特徴を利用して、現在は通信波長1.31/1.55μmに対して、それらより長波長側の1.6μm帯を対照光として使用している。このような技術の詳細は「特開平6−221958」にも開示されている。
【0004】
今日、中継系は元よりアクセス系においてもまた、サービスの高度化に伴って大容量の情報を安価に提供するため、1本の光ファイバに数十波を波長多重した光通信方式が検討されている。この方式では通常Lバンド(1.565〜1.625μm)が通信波長として用いられているため、曲率半径が小さく(10mm)、曲げ長も長い従来の心線対照器(曲げ部1”)や、前述した特開平6−221958の心線対照器では、通信波長が1.6μm帯になると大きな曲げ損失を引き起こす欠点があり、ひいては伝送特性を劣化させる恐れがあった。
【0005】
また、この欠点を補うため、従来の心線対照器(曲げ部1”)の曲率半径を大きくしたり、曲げ長を短くして曲げ損失を低減することも考えられるが、一方で対照光の放射パワーも弱くしてしまうため、心線対照光源7から遠く離れた作業現場では確実に心線対照ができないという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、Lバンドを用いた通信サービスに従来の心線対照器(曲げ部1”)を用いると曲げ損失が大きくなり、ひいては伝送品質を劣化させる恐れがあるため、サービス心線の心線対照ができないという問題があった。
【0007】
本発明の目的は、光ファイバ曲げ部分からの対照光を効率よく放射させ、受光器への対照光パワーを増加させることによって、曲げ部の曲率半径を大きくしたり、あるいは曲げ長を短くしてLバンド通信光の曲げ損失を小さくする心線対照器を提供することにある。これによって、Lバンド通信光を用いたサービスにおいても伝送品質を劣化させることなく心線対照が可能となる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する本発明の構成は、心線対照光を送信する光源と、光ファイバを曲げる曲げ部と、前記曲げ部より漏れた光を受光する受光器より構成され、光ファイバの片端から前記心線対照光を入射し、前記曲げ部によって曲げられた光ファイバの側面から放射される心線対照光を前記受光器で検知することにより心線を特定する光心線対照器において、
前記曲げ部は、光ファイバを弧状に曲げるための凸部材と、前記凸部材に沿って曲げられた光ファイバを前記凸部材との間で挟んで保持するための凹部材とから構成されるものであって、
前記凹部材には、前記光ファイバの被覆と同程度の屈折率を有するゲル状の屈折率整合剤を、前記光ファイバの側面から放射されて前記受光器に向かう心線対照光の光経路の中に塊として前記受光器に接触させることなく位置させるように前記光ファイバの被覆に塗布するための注入器および注入管を有すると共に、
前記注入管の出口付近には、塗布された前記屈折率整合剤がその粘性により塊をもつ程度の隙間を備えたことを特徴とする。
【0009】
また本発明の構成は、心線対照光を送信する光源と、光ファイバを曲げる曲げ部と、前記曲げ部より漏れた光を受光する受光器より構成され、光ファイバの片端から前記心線対照光を入射し、前記曲げ部によって曲げられた光ファイバの側面から放射される心線対照光を前記受光器で検知することにより心線を特定する光心線対照器において、
前記曲げ部は、光ファイバを弧状に曲げるための凸部材と、前記凸部材に沿って曲げられた光ファイバを前記凸部材との間で挟んで保持するための凹部材とから構成されるものであって、
前記凹部材は、その全体もしくは前記受光器近くの一部が光ファイバの被覆と同程度の屈折率を有する前記被覆に密着する弾力性のあるプラスチックや合成樹脂であり、前記凹部材の受光器側の端面は凹凸がなく、かつ、その端面付近で曲げられた光ファイバの接線に対して74°〜76°の角度を有することを特徴とする。
【0010】
<発明の原理説明>
以下に、本発明において、請求項2の曲げ部1’に記載する数値(74°〜76°)の根拠について説明する。
【0011】
図5は、光ファイバを伝搬する対照光が曲げにより各層の境界面で透過と反射される様子を幾何光学的に示したものである。直線領域のコア内を伝搬モード(反射角θ0 )で反射してきた対照光は、曲げによりコア、クラッド、被覆及び空気層で形成される各境界面(点A、点B、点C)で臨界角を超えるとその一部がコアからクラッドへ、クラッドから被覆へ、被覆から空気層へと透過され最終的に受光器で検出される。
【0012】
いま、光ファイバのコア、クラッド、被覆および空気の屈折率を各々n1 ,n2 ,n3 ,n4 、コア、クラッド、被覆の外径を2x1 ,2x2 ,2x3 、曲げ半径をρ、また、点A〜Cでの入射角、屈折率を各々φ1 ,φ2 ,φ3 、ξ1 ,ξ2 ,ξ3 、曲がり始めてから点Aまで、点Aから点Bまで、点Bから点Cまでの各方向変化をδ1 ,δ2 ,δ3 とすると、曲げ半径ρに対する各点での透過率Ti と反射率Ri は式(1)〜(2)で表わすことができる(詳細は、例えば小嶋著:光波光学、コロナ社、P29〜42を参照されたい)。但し、対照光の電界が入射面に垂直であると仮定する。
【0013】
【数1】
【0014】
ここで、幾何学的な計算からφ1 =(π/2−θ0 )−δ1 、φi =ξi −1−δi (i=2,3)であり、δ1 ,δi (i=2,3)は曲げ半径ρの関数として式(3)と式(4)で表される。
【0015】
【数2】
【0016】
また、屈折の法則よりξi は式(5)で与えられる。
【0017】
【数3】
【0018】
ここで、添字i(1〜3)は点A〜Cに対応しており、式(1)〜(5)を用いてクラッドと被覆(i=2)、及び被覆と空気層(i=3)における曲げ半径ρに対する透過率Ti と反射率Ri との計算例を図9に示す。破線は点B、実線は点Cでの透過率Ti と反射率Ri であり、コア内の対照光パワーで規格化されている。計算ではθ0 =4.31°、n1 =1.465、n2 =1.46、n3 =1.5、n4 =1.0、また、2x1 =7.5μm、2x2 =125μm、2x3 =400μmとした。
【0019】
図9より半径10mmの曲げの場合、対照光は被覆側へ数%程度透過しているが(破線)、点Cでは全反射となるため空気層には放射されない(実線)ことが分かる。対照光が空気層へ放射するのは、300μmより小さな曲げの場合であるが、実際にはそのような曲げ半径は困難であることから、曲げ部で検出する放射光は被覆表面の粗さ(小さな凹凸)やミクロンオーダの局所的な曲げにより臨界角を超えて放射されていると考えられる。
【0020】
そこで対照光の放射パワーを増加させるには、被覆と空気層の境界面での入射角φ3 を臨界角以下にして透過させることが有効である。そのためには、まず被覆と同じ屈折率(n3 =1.5)をもつ放射補助部材11を被覆に密着させ反射を低減させながら対照光を放射補助部材11側に透過させる。この時、この透過光は放射補助部材11側へ直進することから(φ3 =ξ3 )、密着させた曲げ部分の接線に対してφ3 だけ放射補助部材11の端面を傾けることで空気層に対して直角に出射できる。例えば、曲げ半径ρが13mmの場合、式(4)と(5)よりφ3 が約74°となる。このようにφ3 が約74°となることと、曲げ半径は一般には6mm〜13mm程度であることを併せて考慮すると、放射補助部材11の端面を曲げ半径に応じて74°〜76°の間の任意の角度に傾けると最適である。
【0021】
【作用】
本願の請求項1の発明によれば、凹部材の受光器付近に、光ファイバの被覆と同程度の屈折率を有するゲル状の屈折率整合剤を、受光器に接触させることなく塊として塗布することにより、光ファイバから漏れる対照光を効率よく放射させ、受光器への対照光パワーを増加させられるため、光ファイバ曲げ部における凸部材の曲率半径を従来より拡大したり、あるいは曲げ長を従来より短くすることができる。その結果、Lバンド通信光の曲げ損失を従来より小さくすることができる。
【0022】
本願の請求項2の発明によれば、凹部材の全体もしくは受光器近くの一部が光ファイバの被覆と同程度の屈折率を有し、前記被覆に密着するように弾力性のあるプラスチックや合成樹脂を用い、かつ、前記凹部材の受光器側の端面は凹凸がなく、かつ、その端面付近で曲げられた光ファイバの接線に対して74°〜76°の角度をもたせることによって光ファイバから漏れる対照光を効率よく放射させ、受光器への対照光パワーを増加させられる。その結果、請求項1と同様に光ファイバ曲げ部における凸部材の曲率半径を従来より拡大したり、あるいは曲げ長を従来より短くすることができるため、Lバンド通信光の曲げ損失を従来より小さくすることができる。
【0023】
以上のように、対照光パワーの増加によりLバンド通信光に対する曲げ損失の低減化が可能となるため、Lバンドを用いる波長多重通信などの伝送品質を劣化させることなく心線対照作業が遂行できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【0025】
<第1の実施の形態>
本発明の第1の実施の形態にかかる光心線対照器を図1により説明する。図1は本発明における光心線対照器の曲げ部全体の正面図であって、1は曲げ部、1aは凸部材、1bは凹部材、2は受光器、3は注入管、4は注入器、5は屈折率整合剤、6は光ファイバを示す。
【0026】
曲げ部1は上下動自在の凸部材1aと、この凸部材1aの凸面に合致するように固定された凹部材1bと、凹部材1bの底部近傍に配置されて対照光を検出する受光器2と、孔穴である注入管3と、屈折率整合剤5を塗布する注入器4から構成されている。
【0027】
凸部材1aは、例えば、曲げ半径が13mm、曲げ長が予備曲げを含めて20.4mm(一様な曲げの角度に換算すると90°)であり、光ファイバ6をガイドするための溝がある。凹部材1bは凸部材1aとほぼ合致する形状であり、注入管3の出口付近は屈折率整合剤5を塗布し、その粘性により塊を形成させるために1〜2mm程度の隙間(凹部材1bと光ファイバ6との間の隙間)を備えている。
【0028】
屈折率整合剤5は、光ファイバ6の被覆の屈折率(1.5)と同一の屈折率乃至同程度の屈折率(1.4〜1.6)を持つゲル状部材である。そして屈折率整合剤5は受光器2の付近で、しかも、光ファイバ6の側面から放射されて受光器2に向かう対照光の経路の中に位置するように光ファイバ6の被覆に塗布するのが効果的である。そのため、凹部材1bのエッジD,Eに約1mmの注入管3の出口を設けている。尚、屈折率整合剤5を塗布するための注入器4は市販されている注射器タイプのものを用いると便利である。受光器2はその受光面が光ファイバ6の接線方向とほぼ平行になる角度で凸部材1aの底部近傍に設置している。
【0029】
次に、上述した曲げ部1の動作について説明する。x軸の正方向(紙面の左から右)へ対照光が送信されている光ファイバ6をy軸方向に上下動自在の凸部材1aで凹部材1b側に押し付けて所定量の曲げを形成する。そして、注入器4から注入管3を介して屈折率整合剤5を送り出し、屈折率整合剤5を光ファイバ6の被覆に少量(米粒の半分程度)塗布する。これによって、光ファイバ6の被覆表面に漏洩している対照光が、屈折率整合剤5の表面を介して空気中に放射しやすくなり、結果として受光器2への対照光パワーが増加することになる。
【0030】
本発明の第1の実施の形態である曲げ部1と従来の曲げ部1”との性能を比較するため、曲げ損失と結合損失とをそれらの等価モデルを用いて各々測定した。図6は曲げ部1を等価的に再現するため、半径13mmの円筒9に曲げ長が20.4mm(一様な曲げの角度に換算すると90°)になるように光ファイバ6を固定し、受光器2を円筒9の中心に光ファイバ6の接線方向とほぼ平行になるように設置した。また、屈折率整合剤5は受光器2付近に米粒の半分ほどを塗布した。尚、塗布した屈折率整合剤5と受光器2との間隔は約9mmである。
【0031】
一方、図8は従来の曲げ部1”を等価的に再現したものであり、半径10mmの円筒9’に曲げ長が3.1mm(一様な曲げ角度に換算すると180°)になるように光ファイバ6を固定し、受光器2を円筒9’の中心に光ファイバ6の接線方向とほぼ平行になるように設置した。測定波長には1.65μmの光を用い、常温においてモードフィールド径が約9.2μm、被覆の外径が0.4mm程度のSMファイバを用いた。
【0032】
曲げ損失は、光ファイバ6が直線状態での受光パワー(P1)から曲げ部1もしくは曲げ部1”で光ファイバ6を曲げた時の受光パワー(P2)を差し引いて求められる(P1−P2)。インサービスの心線対照では、この曲げ損失(P1−P2)が小さければ小さいほど好ましいが、一般的にコネクタ接続程度の損失(約0.5dB以下)であれば伝送品質の低下にはならないと考えられる。
【0033】
一方、結合損失は、光ファイバ6が直線状態での受光パワー(P1)から曲げ部1もしくは曲げ部1”で光ファイバ6を曲げ、受光器2で検出される放射光パワー(P3)を差し引いて求められる(P1−P3)。この結合損失は光ファイバ内から放射される対照光が受光器2で検出される効率を表わしている。
【0034】
図6と図8に示す測定系を用いて、曲げ部1と曲げ部1”における曲げ損失、および結合損失の測定結果を表1に示す。尚、表1においては曲げ半径が13mmの場合の屈折率整合剤5の効果を明らかにするため、屈折率整合剤5がある場合とない場合との改善量についても示している。曲げ部1、及び曲げ部1”と等価的な曲げ形状を用いて10回の測定を行った結果、曲げ部1、及び曲げ部1”の曲げ損失においては、平均で各々約0.16dB、及び約0.35dBであった。また、結合損失は平均で各々35.1dB、及び43.9dBであり、9dB程度の改善がみられた。尚、屈折率整合剤5の効果としては、平均で8.9dBもある。
【0035】
【表1】
【0036】
以上のように、本発明の第1の実施の形態である曲げ部1を用いることによって、Lバンドで通信している光ファイバに対して、従来の曲げ部1”より伝送品質に影響を与えず、かつ、確実に心線対照を行えることが分かる。
【0037】
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態にかかる光心線対照器を図2より説明する。第2の実施の形態では、以下に述べる点の他は、第1の実施の形態と同様の構成、動作、作用、および効果を有する。
【0038】
図2は本発明における第2の実施の形態であって、1’は曲げ部、1a’は凸部材、1b’は凹部材、2は受光器、6は光ファイバを示す。
【0039】
曲げ部1’は上下動自在の凸部材1a’と、この凸部材1a’の凸面に合致するように固定された凹部材1b’と、凹部材1b’の底部近傍に対照光を検出する受光器2とから構成されている。凸部材1a’の底部として、例えば、曲げ半径が13mm、曲げ長が20.4mm(一様な曲げ角度に換算すると90°)であり、光ファイバ6をガイドするための溝がある。凹部材1b’は凸部材1a’とほぼ合致する形状であり、その全体が光ファイバ6の被覆の屈折率(1.5)と同一の屈折率乃至同程度の屈折率(1.4〜1.6)で、その被覆に密着し弾力性のある合成樹脂である。
【0040】
また、凹部材1b’における受光器2側の端面は凹凸がなく、その端面付近で曲げられた光ファイバ6の接線に対して75°程度の角度を有している。受光器2はその受光面が光ファイバ6の接線方向とほぼ平行になる角度で凸部材1a’の底部近傍に設置している。
【0041】
次に、上述した曲げ部1’の動作について説明する。x軸の正の方向(紙面の左から右)へ対照光が送信されている光ファイバ6をy軸方向に上下動自在の凸部材1a’を凹部材1b’側に押し付け、所定量の曲げを形成する。曲げられた光ファイバ6は凹部材1b’と密着状態にあり、光ファイバ6の被覆表面に漏洩している対照光は、凹部材1b’を介して空気中に放射しやすくなり、結果として受光器2に対する対照光量を増やすことになる。その理由は[課題を解決するための手段]の中で述べた通りである。
【0042】
本発明の第2の実施の形態である曲げ部1’と従来の曲げ部1”との性能を比較するため、曲げ損失と結合損失とをそれらの等価モデルを用いて各々測定した。図7は曲げ部1’を等価的に再現するため、半径13mmの円筒9に、曲げ長を20.4mm(一様な曲げ角度に換算すると90°)になるように光ファイバ6を固定し、受光器2を円筒9の中心に光ファイバ6の接線方向とほぼ平行になるように設置した。尚、図7については本発明の第1の実施の形態で説明した通りである。また、測定についても本発明における第1の実施の形態と同様に波長1.65μmの光を用い、常温において同じSMファイバを使用した。
【0043】
図7と図8に示す測定系と、第1の実施の形態で定義した曲げ損失と結合損失との算出方法とを用いて、曲げ部1’と曲げ部1”との曲げ損失と結合損失とを各々評価し、その結果を表2に示す。本測定では、図7と図8に示す測定系を用いて10回の測定を行った。その結果、曲げ部1’、及び曲げ部1”の曲げ損失においては、平均で各々約0.16dB、及び約0.35dBであった。また、結合損失は平均で各々35.1dB、及び42.2dBであった。尚、屈折率整合剤5の効果としては、平均で8.6dBもある。
【0044】
【表2】
【0045】
以上のように、本発明の第2の実施の形態である曲げ部1’を用いることによって、Lバンドで通信している光ファイバに対して、従来の曲げ部1”より伝送品質に影響を与えず、かつ、確実に心線対照を行えることが分かる。また、第2の実施の形態では、凹部材1b’自体が第1の実施の形態でいうところの屈折率整合剤5の役割を果たしており、構造が簡単で屈折率整合剤5を注入する行程も必要ないため心線対照作業の効率がよい。また、凹部材1b’と光ファイバ6との接触している面が屈折率整合剤5を注入する方法より広いことから、より多くの対照光を受光器2へ放射できるという点で有利である。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明により、従来の心線対照器より曲げ損失を低減しながら光ファイバから漏れる対照光を効率よく放射させ、受光器への光量を増加させることができるため、Lバンドの通信サービスにおいても、伝送品質に影響のない心線対照作業が実現できる。また、本発明はLバンドに止まらず一般的に従来の心線対照器より対照光の受光効率を向上させ、曲げ損失を小さくしているためサービス提供中の心線対照作業の信頼性も向上することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる光心線対照器を示す正面図。
【図2】本発明の第2の実施の形態にかかる光心線対照器を示す正面図。
【図3】心線対照方法の一例を示す構成図。
【図4】従来の曲げ部の構造を示す正面図。
【図5】心線対照光の放射モデルを示す説明図。
【図6】本発明の第1の実施の形態の等価測定系を示す構成図。
【図7】本発明の第2の実施の形態の等価測定系を示す構成図。
【図8】従来における心線対照の等価測定系を示す構成図。
【図9】曲げ半径ρに対する透過率Ti と反射率Ri との計算例を示す特性図。
【符号の説明】
1,1’,1” 曲げ部
1a,1a’,1a” 凸部材
1b,1b’,1b” 凹部材
2 受光器
3 注入管
4 注入器
5 屈折率整合剤
6 光ファイバ
7 心線対照光源
8 光分岐結合器
9,9’ 円筒
10 光パワーメーター
11 放射補助部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber core contrast device used for construction and maintenance of an optical fiber cable network.
[0002]
[Prior art]
In constructing and maintaining an optical fiber communication network, it is necessary to identify optical fibers in manholes (closures) and campuses (cabinets) at work sites. That is, when constructing and maintaining an optical fiber communication network, it is necessary to select and specify one optical fiber to be operated from a plurality of optical fibers. This operation is called cord contrast, and is usually performed by the method shown in FIG. That is, the control light (hereinafter referred to as control light) is supplied from the
[0003]
When this method is applied to a service core, the communication quality must be compared without degrading the communication quality. Therefore, using the feature that light on the longer wavelength side is more likely to leak, the communication wavelength is currently 1.31 / 1. For .55 μm, the 1.6 μm band on the longer wavelength side is used as the control light. Details of such a technique are also disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-221958.
[0004]
Today, in order to provide high-capacity information at a low cost with the advancement of services in the relay system as well as in the access system, an optical communication system in which several tens of waves are wavelength-multiplexed on one optical fiber has been studied. ing. In this method, since the L band (1.565 to 1.625 μm) is usually used as a communication wavelength, a conventional cord contrast device (
[0005]
In order to compensate for this drawback, it is conceivable to increase the radius of curvature of the conventional optical fiber contrast device (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, if a conventional cord contrast device (
[0007]
The object of the present invention is to increase the radius of curvature of the bent portion or shorten the bending length by efficiently radiating the reference light from the bent portion of the optical fiber and increasing the reference light power to the receiver. An object of the present invention is to provide a cord contrast device that reduces the bending loss of L-band communication light. As a result, even in a service using the L-band communication light, it is possible to perform the contrast control without degrading the transmission quality.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention that achieves the above-described object includes a light source that transmits a core-line contrast light, a bending portion that bends the optical fiber, and a light receiver that receives light leaking from the bending portion, and is provided at one end of the optical fiber. In the optical fiber core contrast device, the optical fiber core light is incident from the optical fiber, and the optical fiber core light is identified by detecting the optical fiber core light emitted from the side surface of the optical fiber bent by the bending portion with the light receiver.
The bent portion is composed of a convex member for bending the optical fiber in an arc shape and a concave member for holding the optical fiber bent along the convex member between the convex member. Because
A gel-like refractive index matching agent having a refractive index similar to that of the coating of the optical fiber is applied to the concave member, and the optical path of the optical fiber for the core-line contrast light emitted from the side surface of the optical fiber and directed to the light receiver. which has an injection and infusion tubes for applying the coating of the optical fiber so that is positioned without contact with the light receiver as a mass in,
In the vicinity of the outlet of the injection tube, a gap is formed so that the applied refractive index matching agent has a lump due to its viscosity.
[0009]
Further, the configuration of the present invention includes a light source that transmits a core contrast light, a bending portion that bends the optical fiber, and a light receiver that receives light leaking from the bending portion, and the core contrast is received from one end of the optical fiber. In an optical core contrast device for identifying a core wire by detecting light from the side surface of an optical fiber bent by the bending portion and detecting the core wire contrast light with the light receiver,
The bent portion is composed of a convex member for bending the optical fiber in an arc shape and a concave member for holding the optical fiber bent along the convex member between the convex member. Because
The recess material is an elastic plastic or synthetic resin that is in close contact with the coating having the same refractive index as that of the coating of the optical fiber, or a portion near the receiver. The end face on the side has no irregularities and has an angle of 74 ° to 76 ° with respect to the tangent line of the optical fiber bent in the vicinity of the end face.
[0010]
<Description of Principle of Invention>
Below, in this invention, the basis of the numerical value (74 degrees-76 degrees) described in bending part 1 'of
[0011]
FIG. 5 shows geometrically the state in which the reference light propagating through the optical fiber is transmitted and reflected at the boundary surface of each layer by bending. The contrast light reflected in the propagation mode (reflection angle θ 0 ) in the core in the straight region is bent at each boundary surface (point A, point B, point C) formed by the core, cladding, coating, and air layer. When the critical angle is exceeded, a part of the light is transmitted from the core to the clad, from the clad to the clad, and from the clad to the air layer, and finally detected by the light receiver.
[0012]
Now, the refractive indexes of the core, clad, coating and air of the optical fiber are n 1 , n 2 , n 3 and n 4 , the outer diameters of the core, clad and coating are 2x 1 , 2x 2 and 2x 3 , and the bending radius is ρ, and incident angles and refractive indexes at points A to C are φ 1 , φ 2 , φ 3 , ξ 1 , ξ 2 , ξ 3 , from the start of bending to point A, from point A to point B, If each direction change from B to point C is δ 1 , δ 2 , and δ 3 , the transmittance T i and the reflectance R i at each point with respect to the bending radius ρ are expressed by equations (1) to (2). (For details, see, for example, Kojima: Lightwave Optics, Corona, P29-42). However, it is assumed that the electric field of the reference light is perpendicular to the incident surface.
[0013]
[Expression 1]
[0014]
Here, from the geometric calculation, φ 1 = (π / 2−θ 0 ) −δ 1 , φ i = ξ i −1−δ i (i = 2, 3), and δ 1 , δ i ( i = 2, 3) is expressed by equations (3) and (4) as a function of the bending radius ρ.
[0015]
[Expression 2]
[0016]
Further, ξ i is given by equation (5) from the law of refraction.
[0017]
[Equation 3]
[0018]
Here, the suffix i (1-3) corresponds to the points A to C, and using the equations (1) to (5), the cladding and coating (i = 2), and the coating and air layer (i = 3). FIG. 9 shows a calculation example of the transmittance T i and the reflectance R i with respect to the bending radius ρ in FIG. The broken line is the point B, and the solid line is the transmittance T i and the reflectance R i at the point C, which are normalized by the reference light power in the core. In the calculation, θ 0 = 4.31 °, n 1 = 1.465, n 2 = 1.46, n 3 = 1.5, n 4 = 1.0, and 2x 1 = 7.5 μm, 2x 2 = 125 μm, 2 × 3 = 400 μm.
[0019]
From FIG. 9, it can be seen that in the case of bending with a radius of 10 mm, the reference light is transmitted to the coating side by about several percent (broken line), but is totally radiated at point C and is not radiated to the air layer (solid line). The control light radiates to the air layer in the case of a bend smaller than 300 μm. However, since such a bend radius is difficult in practice, the radiated light detected at the bend is not suitable for the roughness of the coating surface ( It is considered that the radiation is beyond the critical angle due to local bending of small irregularities) and micron order.
[0020]
Therefore, in order to increase the radiant power of the control light, it is effective to transmit the incident angle φ 3 at the boundary surface between the coating and the air layer at a critical angle or less. For this purpose, first, the radiation auxiliary member 11 having the same refractive index (n 3 = 1.5) as that of the coating is brought into close contact with the coating, and the reference light is transmitted to the radiation auxiliary member 11 side while reducing reflection. At this time, since the transmitted light travels straight toward the radiation assisting member 11 (φ 3 = ξ 3 ), the air layer is inclined by tilting the end surface of the radiation assisting member 11 by φ 3 with respect to the tangent of the bent portion that is in close contact. Can be emitted at right angles to the angle. For example, when the bending radius ρ is 13 mm, φ 3 is about 74 ° from the equations (4) and (5). Thus, considering that φ 3 is about 74 ° and that the bending radius is generally about 6 mm to 13 mm, the end surface of the radiation assisting member 11 is 74 ° to 76 ° according to the bending radius. It is best to tilt to any angle between.
[0021]
[Action]
According to the invention of
[0022]
According to the invention of
[0023]
As described above, since the bending loss with respect to the L-band communication light can be reduced by increasing the reference optical power, it is possible to perform the core-line contrast work without degrading the transmission quality of the wavelength division multiplexing communication using the L band. .
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0025]
<First Embodiment>
An optical fiber core contrast device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a front view of the entire bent portion of the optical fiber core contrast device according to the present invention, wherein 1 is a bent portion, 1a is a convex member, 1b is a concave member, 2 is a light receiver, 3 is an injection tube, and 4 is an injection. 5 represents a refractive index matching agent, and 6 represents an optical fiber.
[0026]
The bending
[0027]
The
[0028]
The refractive
[0029]
Next, operation | movement of the bending
[0030]
In order to compare the performance of the bending
[0031]
On the other hand, FIG. 8 is an equivalent reproduction of the
[0032]
The bending loss is obtained by subtracting the light receiving power (P2) when the
[0033]
On the other hand, the coupling loss is obtained by subtracting the radiated light power (P3) detected by the
[0034]
The measurement results of the bending loss and the coupling loss at the bending
[0035]
[Table 1]
[0036]
As described above, by using the
[0037]
<Second Embodiment>
Next, the optical fiber core contrast device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment has the same configuration, operation, action, and effect as those of the first embodiment except for the points described below.
[0038]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention, in which 1 ′ is a bent portion, 1a ′ is a convex member, 1b ′ is a concave member, 2 is a light receiver, and 6 is an optical fiber.
[0039]
The
[0040]
Further, the end face of the
[0041]
Next, the operation of the bending
[0042]
In order to compare the performance of the bending
[0043]
Using the measurement system shown in FIGS. 7 and 8 and the calculation method of the bending loss and the coupling loss defined in the first embodiment, the bending loss and the coupling loss of the bending
[0044]
[Table 2]
[0045]
As described above, by using the
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently emit the reference light leaking from the optical fiber while reducing the bending loss as compared with the conventional optical fiber contrast device, and to increase the light quantity to the light receiver. Even in this communication service, it is possible to realize a core-line contrast work that does not affect the transmission quality. In addition, the present invention is not limited to the L band, and generally improves the light receiving efficiency of the reference light compared to the conventional core wire contrast device and reduces the bending loss, so that the reliability of the core wire comparison work during service provision is also improved. Can be expected to do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an optical fiber core contrast device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view showing an optical fiber core contrast device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a method of contrasting core wires.
FIG. 4 is a front view showing a structure of a conventional bending portion.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a radiation model of core wire contrast light.
FIG. 6 is a configuration diagram showing an equivalent measurement system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram showing an equivalent measurement system according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram showing a conventional equivalent measurement system for core wire contrast.
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a calculation example of transmittance T i and reflectance R i with respect to a bending radius ρ.
[Explanation of symbols]
1, 1 ', 1 "Bending
Claims (2)
前記曲げ部は、光ファイバを弧状に曲げるための凸部材と、前記凸部材に沿って曲げられた光ファイバを前記凸部材との間で挟んで保持するための凹部材とから構成されるものであって、
前記凹部材には、前記光ファイバの被覆と同程度の屈折率を有するゲル状の屈折率整合剤を、前記光ファイバの側面から放射されて前記受光器に向かう心線対照光の光経路の中に塊として前記受光器に接触させることなく位置させるように前記光ファイバの被覆に塗布するための注入器および注入管を有すると共に、
前記注入管の出口付近には、塗布された前記屈折率整合剤がその粘性により塊をもつ程度の隙間を備えたことを特徴とする光心線対照器。A light source that transmits a core-line contrast light, a bending portion that bends the optical fiber, and a light receiver that receives light leaking from the bending portion, the core-line contrast light is incident from one end of the optical fiber, and the bending In an optical fiber core contrast device that identifies a core wire by detecting the core wire contrast light emitted from the side surface of the optical fiber bent by the section with the light receiver,
The bent portion is composed of a convex member for bending the optical fiber in an arc shape and a concave member for holding the optical fiber bent along the convex member between the convex member. Because
A gel-like refractive index matching agent having a refractive index similar to that of the coating of the optical fiber is applied to the concave member, and the optical path of the optical fiber for the core-line contrast light emitted from the side surface of the optical fiber and directed to the light receiver. which has an injection and infusion tubes for applying the coating of the optical fiber so that is positioned without contact with the light receiver as a mass in,
In the vicinity of the outlet of the injection tube, there is provided a gap of the coated refractive index matching agent having a mass due to its viscosity.
前記曲げ部は、光ファイバを弧状に曲げるための凸部材と、前記凸部材に沿って曲げられた光ファイバを前記凸部材との間で挟んで保持するための凹部材とから構成されるものであって、
前記凹部材は、その全体もしくは前記受光器近くの一部が光ファイバの被覆と同程度の屈折率を有する前記被覆に密着する弾力性のあるプラスチックや合成樹脂であり、前記凹部材の受光器側の端面は凹凸がなく、かつ、その端面付近で曲げられた光ファイバの接線に対して74°〜76°の角度を有することを特徴とする光心線対照器。A light source that transmits a core-line contrast light, a bending portion that bends the optical fiber, and a light receiver that receives light leaking from the bending portion, the core-line contrast light is incident from one end of the optical fiber, and the bending In an optical fiber core contrast device that identifies a core wire by detecting the core wire contrast light emitted from the side surface of the optical fiber bent by the section with the light receiver,
The bent portion is composed of a convex member for bending the optical fiber in an arc shape and a concave member for holding the optical fiber bent along the convex member between the convex member. Because
The recess material is an elastic plastic or synthetic resin that is in close contact with the coating having the same refractive index as that of the coating of the optical fiber, or a portion near the receiver. An optical core contrast device characterized in that the end face on the side has no irregularities and has an angle of 74 ° to 76 ° with respect to the tangent of the optical fiber bent near the end face.
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