JP4352195B2 - Optical fiber MFD measuring apparatus and MFD measuring method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重伝送(WDM伝送)等に用いられる紫外線硬化型樹脂の2層被覆がされた実効断面積が60〜80μm 2 の光ファイバの端面からの放射光強度を計測する光ファイバのMFD計測装置、MFD計測方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバを用いた高速通信においては、大容量化のために波長多重伝送(WDM伝送)が普及している。WDM伝送では、1本の光ファイバに波長の異なる多くの信号光が同時に入射される。したがって、1波長の信号光しか用いない場合に比べて、1本の光ファイバで伝送できるデータ量を増加させることができる。例えば、同時に10波長を入射させれば、1波長を入射させる場合に比べて光ファイバの本数を増やさずに、データ量を10倍にすることが可能となる。しかし、光ファイバ内で発生する非線形光学効果が信号光の多重数を増やす上で制限を与えるという問題がある。非線形光学効果の発生を抑制するために、実効断面積を大きくする方法がある。したがって、多重数を増やすためには、WDM伝送に用いられる光ファイバについては、実効断面積が大きいことが望ましい。
【0003】
例えば、従来の実効断面積が小さな分散シフト光ファイバ(実効断面積が約45μm2 )では、10波長の信号光を入射することが可能であった光伝送システムに対して、実効断面積が約1.5倍の68μm2 の光ファイバを用いると、15波長を入射することが可能となり、3本の光ファイバを必要としたシステムが2本の光ファイバで足りる計算になり、ケーブルの小径化、保守の容易さ、コストダウン、敷設の容易さの面から有利である。
【0004】
実効断面積を計測する方法として、JIS C 6825に記載されているようなモードフィールド径(MFD)の計測方法を用いることができる。
【0005】
図10は、FFS法によるMFD試験装置の一例の構成図である。図中、11は光源、12は励振器、13はモードフィルタ、14はクラッドモード除去器、15は被計測光ファイバ、16は走査装置、17は検出器、18は増幅器、19は信号処理装置である。
【0006】
光源11には、計測時間にわたって位置,強度,波長が安定し、波長分布の半値全幅が10nm以下のものが用いられる。光源11からの出射光は、励振器12により基本モードだけが伝搬され、高次モードは伝搬されない。励振器12を通った光源光は、必要によりモードフィルタ13,クラッドモード除去器14を通り、光ファイバ内の光が最大となるように位置が調整された被計測光ファイバ15に導入される。被計測光ファイバ15の光出射端は図示しない固定部により走査装置16の回転台の中心位置にセットされる。検出器17を回転し、各角度θでの光パワーを計測し、計算によりMFDが求められる。
【0007】
図11は、VA法によるMFD試験装置の一例の構成図、図12は図11の孔移動装置の詳細図である。図中、図10と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。20は孔移動装置、21は遮光板、22はホルダ、23はモニタカメラ、24は集光レンズである。
【0008】
光源11から励振器12,モードフィルタ13,クラッドモード除去器14を通った光源光が被計測光ファイバ15に入射される点は、図10と同様である。被計測光ファイバ15の光出射端側は、孔移動装置20において、固定部として用いられるホルダ22に固定される。遮光板21には、孔が開けられ、遮光板21の孔の中心は、被計測光ファイバ15の軸上にあり、遮光板21を被計測光ファイバ15の軸に沿って移動させながら、遮光板21の孔を通った光を、集光レンズ24により集光して検出器17で検出する。検出結果から計算によりMFDを求める。
【0009】
図10〜図12では、MFDを求めるMFD試験装置を説明したが、このようなMFD試験装置を用いて、得られた放射光強度の計測結果から、計算により実効断面積を求めることができる。このような試験装置では、被計測光ファイバは、計測中に光ファイバの側面や軸方向から力を受けた場合に、光ファイバが移動すると、正確な計測ができない。そのため、上述したように、固定部において、十分な押圧力で光ファイバが固定されるようになっている。光ファイバ固定部としては、金属やアクリル等の硬質部材によって、被計測光ファイバの計測光の出射端を固定する構成が採用されている。
【0010】
被計測光ファイバの計測光出射端固定部について検討した。固定部において被計測光ファイバ全体に加えられている押圧力(gf)を、その力が加えられている被計測光ファイバの長さ(mm)で割った値を単位長さ当たりの押圧力と定義すれば、従来の計測装置における単位長さ当たりの押圧力は、6.3gf/mm程度である。この大きさの単位長さ当たりの押圧力の光ファイバ出射端固定部を用いた計測結果では、従来の実効断面積が小さな分散シフト光ファイバ(実効断面積が約45μm2 )では正確な計測が可能であった。
【0011】
しかしながら、実効断面積が大きい分散シフト光ファイバ、すなわち、実効断面積が60〜80μm2 、あるいは、それ以上の実効断面積の光ファイバにおいては、計測値の再現性が悪いことが分かった。これは、従来の実効断面積が小さな光ファイバでは、光ファイバの側面から加えられる応力に対して、光ファイバ内を伝搬する信号光の状態が乱されにくいため、6.3gf/mm程度の押圧力を受けても、測定結果に与える影響が少ないためと考えられる。これに対して、実効断面積の大きな分散シフト光ファイバでは、大きな押圧力を受けた場合に、光ファイバの側面から加えられる応力によって、光ファイバ内を伝搬する信号光の状態が乱されて、計測結果の再現性を悪くしているものと考察した。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被計測光ファイバ出射端部を固定して被計測光ファイバからの放射光強度を計測する場合に、放射光の乱れを解消して、正確な計測を行なうことができる光ファイバのMFD計測装置、MFD計測方法を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、紫外線硬化型樹脂の2層被覆がされた60〜80μm 2 の実効断面積を有する分散シフト光ファイバの端面からの放射光強度を計測する光ファイバのMFD計測装置において、被計測光ファイバの計測光出射端固定部におけるクラッド表面に加えられる最大圧縮応力が5.2gf/mm2 以下であり、かつ、前記被計測光ファイバの計測光出射端固定部における軸方向の引き抜き力が15gf以上であることを特徴とするものである。
【0015】
請求項2に記載の発明は、紫外線硬化型樹脂の2層被覆がされた60〜80μm 2 の実効断面積を有する分散シフト光ファイバの端面からの放射光強度を計測する光ファイバのMFD計測装置において、被計測光ファイバの計測光出射端固定部に開き角がほぼ90゜のV溝を用い、押圧力を2.4gf/mm以下とし、かつ、前記被計測光ファイバの計測光出射端固定部における軸方向の引き抜き力を15gf以上とすることを特徴とするものである。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の光ファイバのMFD計測装置において、前記計測光出射端固定部には、前記被計測光ファイバを載置する載置面に前記被計測光ファイバを位置決めする位置決め部が形成され、前記載置面を押圧する押圧部材と前記載置面との間に軟質の弾性体が介在され、該軟質の弾性体は前記位置決め部の周囲の載置面にまで延在していることを特徴とするものである。
【0019】
請求項4に記載の発明は、紫外線硬化型樹脂の2層被覆がされた60〜80μm 2 の実効断面積を有する分散シフト光ファイバの端面からの放射光強度を計測する光ファイバのMFD計測方法において、被計測光ファイバの計測光出射端固定部におけるクラッド表面に加えられる最大圧縮応力を5.2gf/mm2 以下となるようにし、かつ、前記被計測光ファイバの計測光出射端固定部における軸方向の引き抜き力を15gf以上として計測することを特徴とするものである。
【0020】
請求項5に記載の発明は、紫外線硬化型樹脂の2層被覆がされた60〜80μm 2 の実効断面積を有する分散シフト光ファイバの端面からの放射光強度を計測する光ファイバのMFD計測方法において、被計測光ファイバの計測光出射端固定部に開き角がほぼ90゜のV溝を用い、押圧力を2.4gf/mm以下となるようにし、かつ、前記被計測光ファイバの計測光出射端固定部における軸方向の引き抜き力を15gf以上として計測することを特徴とするものである。
【0021】
請求項6に記載の発明は、請求項4または5に記載の光ファイバのMFD計測方法において、前記計測光出射端固定部には、前記被計測光ファイバを載置する載置面に前記被計測光ファイバを位置決めする位置決め部が形成され、前記載置面を押圧する押圧部材と前記載置面との間に軟質の弾性体が介在され、該軟質の弾性体は前記位置決め部の周囲の載置面にまで延在していることを特徴とするものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の光ファイバのMFD計測装置における被計測光ファイバの計測光出射端固定部の第1の実施の形態を説明するための断面図である。図中、1は被計測光ファイバ、1aはコア部、1bはクラッド部、1cは被覆部、2は固定部材、2aは載置面、2bは光ファイバ位置決め溝、3は押圧部材である。
【0026】
この光ファイバの固定部は、載置面2aを有する固定部材2と押圧部材3から構成されている。固定部材2の載置面2aには、光ファイバの位置決め部として、光ファイバ位置決め溝2bが形成されている。光ファイバ位置決め溝2bに被計測光ファイバ1を位置させて、押圧部材3に押圧力を付与して被計測光ファイバ1を固定する。この光ファイバの固定部が用いられるMFD計測装置の一例は、図10で説明したFFS法によるMFD試験装置である。
【0027】
図10のMFD試験装置による測定方法は、Direct far−field法とも呼ばれる方法であり、分散シフト光ファイバの放射光パターンから実効断面積の計測を行なうものである。
【0028】
被計測光ファイバ光ファイバとして、実効断面積60〜80μm2 、クラッド部1bの直径125μm、被覆部1cの直径240〜255μmのものを用いた。被覆部1cは、内側が軟質(ヤング率が小さい)の紫外線硬化型樹脂、外側が硬質(ヤング率が大きい)の紫外線硬化型樹脂の2層被覆である。被計測光ファイバの計測光出射端固定部における固定部材2および押圧部材3は、金属プレートを用いたが、アクリル等の合成樹脂を用いることもできる。固定部材2の載置面2aには、光ファイバ位置決め溝2bが形成されている。光ファイバ位置決め溝2bとしては、開き角が90゜のV溝とした。押圧部材3によって光ファイバが押圧される長さは38mmである。なお、これらの数値は一例であって、この値に限られるものではない。
【0029】
上述した押圧力の影響を確認するために、押圧部材3による押圧力を変えて、実効断面積の計測値の再現性の試験をした。図2に試験結果を示す。図2において、横軸は、被計測光ファイバの計測光出射端固定部に押圧力で、単位長さ当たりの押圧力(gf/mm)で示しており、縦軸は、実効断面積の計測値(計測結果に基づく計算値)の再現性を標準偏差値(μm2 )で示している。単位長さ当たりの押圧力を2.4gf/mm以下にすることで、押圧力による影響を解消することができることが分かる。なお、この試験において用いた固定部材2の光ファイバ位置決め溝2bは、開き角が90゜のV溝である。
【0030】
計測された放射光パターンの例を図3と図4に示す。図3は、被計測光ファイバ出射端固定部での押圧力が大きい場合(押圧力=6.3gf/mm)であり、実効断面積計測値の再現性が悪くなったときの放射光パターン例である。押圧力を下げることにより正確な計測ができることは、図2で説明したが、図4は、押圧力が小さい場合(押圧力=0.8gf/mm)の放射光パターンの例であり、図3に比べて明らかに放射光パターンが乱れていないことが分かる。
【0031】
測定方法を変えて、同様の試験をした。図11,図12で説明したMFD試験装置による測定方法であり、Variable aperture in the far−field法とも呼ばれている方法である。用いた被計測光ファイバ光ファイバは、上述した試験に用いたものと同一のものである。また、ホルダにおける被計測光ファイバの計測光出射端固定部は、図1で説明したものと同一のものであり、固定部材2の光ファイバ位置決め溝2bは、開き角が90゜のV溝である。
【0032】
試験結果を図5に示す。図5の横軸と縦軸は図2と同じである。この試験においても、上述した試験結果と同様に、従来の実効断面積が小さな分散シフト光ファイバでは正確な計測が可能であった6.3gf/mmの押圧力のファイバ固定部を用いた計測値は、再現性が悪く正確な計測ができなかったが、2.4gf/mm以下の押圧力の固定部を用いることで再現性の良い計測ができた。
【0033】
これらの試験結果から、従来の実効断面積が小さな分散シフト光ファイバ(実効断面積が約45μm2 )では、単位長さ当たりの押圧力を6.3gf/mmとして正確な計測が可能であった。しかし、実効断面積が大きい分散シフト光ファイバ(実効断面積がほぼ60μm2 以上)では、単位長さ当たりの押圧力を6.3gf/mmとしたのでは計測値は再現性が悪く正確な計測ができないが、被計測光ファイバの出射端固定部の押圧力を下げると計測値の再現性が良くなり、被計測光ファイバ出射端固定部の単位長さ当たりの押圧力を2.4gf/mm以下とすることにより正確な計測が可能となることが分かった。なお、これらの試験で用いた被計測光ファイバの実効断面積の最大値は80μm2 であったが、これより実効断面積が大きい場合は、さらに光ファイバ側面からの応力に対して弱くなるため、出射端固定部の押圧力は2.4gf/mmよりも弱くしなければならない。なお、この試験に用いた光ファイバは、内層が軟質外層が硬質の紫外線硬化型樹脂の2層被覆であるが、一般に用いられる外径250μmの紫外線硬化型樹脂の2層被覆の光ファイバであれば、出射端固定部の押圧力が2.4gf/mm以下であれば、実用上、十分な精度での実効断面積の計測が可能である。
【0034】
上述した試験では、被覆が施された光ファイバを、開き角が90゜のV溝に位置させて、押圧部材で押圧したときの単位長さ当たりの押圧力をパラメータとして試験を行なった。そして、大きな押圧力を受けた場合に、光ファイバの側面から加えられる応力によって、光ファイバ内を伝搬する信号光の状態が乱されて、計測結果の再現性を悪くしているものとの考察をし、それを実証する試験をした。押圧力によって光ファイバ内を伝搬する信号光の状態に影響を及ぼす応力は、上述した試験では被覆を介してクラッド部に伝達されるから、同じ押圧力であっても、V溝の開き角や被覆部の特性によって、クラッド部の側面に及ぼされる応力は変わる。したがって、一般に用いられる紫外線硬化型樹脂の2層被覆の光ファイバを開き角がほぼ90゜のV溝に載置して押圧部材により、押圧した場合の単位長さ当たりの押圧力は、上述したように2.4gf/mm以下であればよいといえるが、より一般性を持たせるためには、クラッド表面に加えられる最大圧縮応力を問題とするのがよい。
【0035】
そこで、上述した試験で用いた被計測光ファイバの特性についてより詳しく説明する。図6は、被計測光ファイバの断面図である。図中、4aはクラッド部、4bは一次被覆部、4cは二次被覆部である。クラッド4aは、直径0.125mm,ヤング率7154kgf/mm2 ,ポアソン比0.16であり、一次被覆部4bは、外径0.197mm,ヤング率0.12kgf/mm2 ,ポアソン比0.45であり、二次被覆部4cは、外径0.245mm,ヤング率80kgf/mm2 ,ポアソン比0.45である。
【0036】
このような特性の被計測光ファイバを開き角が90゜のV溝に位置させた場合の押圧部材による単位長さ当たりの押圧力と、被計測光ファイバのクラッドの表面に加えられる最大圧縮応力との関係を計算で求めると、押圧力1gf/mm当たり、最大圧縮応力は、2.156gf/mm2 となるから、単位長さ当たりの押圧力が2.4gf/mm以下では、クラッド表面に加えられる最大圧縮応力は5.17gf/mm2 以下となる。したがって、クラッド表面に加えられる最大圧縮応力を5.2gf/mm2 以下であれば、大きな実効断面積を有する分散シフト光ファイバ、すなわち、実効断面積60〜80μm 2 の分散シフト光ファイバにおいて、より正確な測定が可能となる。
【0037】
図7は、図6の光ファイバの外周面に着色層が施された被計測光ファイバの断面図である。図中、図6と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。5dは着色層である。着色層4dは、外径0.253mm,ヤング率95kgf/mm2 ,ポアソン比0.40である。クラッド部4a,一次被覆部4b,二次被覆部4cの特性値については図5と同じである。
【0038】
このような特性の被計測光ファイバを開き角が90゜のV溝に位置させた場合の押圧部材による単位長さ当たりの押圧力と、被計測光ファイバのクラッドの表面に加えられる最大圧縮応力との関係を計算で求めると、押圧力1gf/mm当たり、最大圧縮応力は、2.139gf/mm2 となるから、単位長さ当たりの押圧力が2.4gf/mm以下では、クラッド表面に加えられる最大圧縮応力は5.13gf/mm2 以下となる。したがって、着色層が設けられた被計測光ファイバであっても、クラッド表面に加えられる最大圧縮応力を5.2gf/mm2 以下とすることにより、大きな実効断面積を有する分散シフト光ファイバ、すなわち、実効断面積60〜80μm 2 の分散シフト光ファイバにおいて、より正確な測定が可能となる。
【0039】
なお、クラッド表面に加えられる最大圧縮応力を5.2gf/mm2 以下とするという数値的な範囲は、図2および図5で説明した試験結果から導出されたものであるが、定性的にいえば、被計測光ファイバの計測光出射端固定部における押圧力を、計測値の標準偏差が0.2μm2 以下となるようにするものということもできる。
【0040】
図8は、本発明の光ファイバのMFD計測装置における被計測光ファイバの計測光出射端固定部の第2の実施の形態を説明するための断面図である。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。5は軟質の弾性体である。
【0041】
この実施の形態では、軟質の弾性体5を介して押圧部材3で押圧した。光ファイバの固定部における光ファイバの側面に加えられる押圧力を小さくし過ぎると、固定力が小さくなり、計測中に光ファイバが移動して計測結果が不正確になってしまうという問題が生じる。この問題に対処するには、光ファイバの側面に加えられる押圧力が小さくとも、計測中の光ファイバに触れても動かない程度に固定するような考慮が必要がある。軟質の弾性体5で、被計測光ファイバを押圧することにより、押圧面と光ファイバとの接触面積が大きくなり、小さい押圧力でも光ファイバの固定部における固定力を大きくできる。また、軟質の弾性体5は光ファイバの側面に対して面接触となるから、クラッドの表面に局部的な応力を及ぼすことをやわらげることができる点でも有利である。軟質の弾性体5の材質としては、軟質ゴム、シリコーンゴム、軟質ポリウレタンフォームや軟質ポリ塩化ビニル等が加工性や価格の点で優れている。なお、クッション部材として作用する材料を用いてもよい。
【0042】
図9は、本発明の光ファイバのMFD計測装置における被計測光ファイバの計測光出射端固定部の第3の実施の形態を説明するための断面図である。図中、図1,図8と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【0043】
この実施の形態では、軟質の弾性体5の幅が、第2の実施の形態より広くされており、固定部材2の載置面2aにおける光ファイバ位置決め溝2bの周囲の載置面2aにまで延在している。軟質の弾性体5の幅は、被計測光ファイバ1に接触する部分の幅の3倍以上とするのがよい。すなわち、固定部材2の光ファイバ位置決め溝2bの両側の載置面2a上に、軟質の弾性体5が被計測光ファイバ1に接触している部分の幅以上の幅で接触するような幅となる。この実施の形態では、押圧部材3も軟質の弾性体5が載置面2aに接触して移動しにくくなっており、より安定に被計測光ファイバ1を固定できる。
【0044】
さらに、第1の実施の形態においては、押圧部材3で押圧される光ファイバの軸方向の長さを長くすること、第2,第3の実施の形態においては、軟質の弾性体5で押圧される光ファイバの軸方向の長さを長くすることにより、光ファイバの軸方向での接触面積が大きくなり、計測中の光ファイバの移動を防ぐことができる。手で軽く光ファイバに触れても動かない程度の固定力として、光ファイバの固定部における光ファイバの軸方向の引き抜き力が15gf以上であることが望ましい。
【0045】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、紫外線硬化型樹脂の2層被覆がされた60〜80μm 2 の実効断面積を有する分散シフト光ファイバの端面からの放射光強度を再現性よく、正確に計測してMFDを計測することができるという効果がある。また、本発明の光ファイバのMFD計測装置、MFD計測方法で計測された光ファイバは、実効断面積が精度よく測定されたものであるから、WDM伝送に有効に用いられるものであり、この光ファイバを用いた光伝送システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光ファイバのMFD計測装置における被計測光ファイバの計測光出射端固定部の第1の実施の形態を説明するための断面図である。
【図2】 試験結果を示す線図である。
【図3】 押圧力が大きい場合の放射光パターンの例を示す線図である。
【図4】 押圧力が小さい場合の放射光パターンの例を示す線図である。
【図5】 試験結果を示す線図である。
【図6】 被計測光ファイバの断面図である。
【図7】 被計測光ファイバの断面図である。
【図8】 本発明の光ファイバのMFD計測装置における被計測光ファイバの計測光出射端固定部の第2の実施の形態を説明するための断面図である。
【図9】 本発明の光ファイバのMFD計測装置における被計測光ファイバの計測光出射端固定部の第3の実施の形態を説明するための断面図である。
【図10】 FFS法によるMFD試験装置の一例の構成図である。
【図11】 VA法によるMFD試験装置の一例の構成図である。
【図12】 図11の孔移動装置の詳細図である。
【符号の説明】
1…被計測光ファイバ、1a…コア部、1b…クラッド部、1c…被覆部、2…固定部材、2a…載置面、2b…光ファイバ位置決め溝、3…押圧部材、4a…クラッド部、4b…一次被覆部、4c…二次被覆部、4d…着色層、5…軟質の弾性体、11…光源、12…励振器、13…モードフィルタ、14…クラッドモード除去器、15…被計測光ファイバ、16…走査装置、17…検出器、18…増幅器、19…信号処理装置、20…孔移動装置、21…遮光板、22…ホルダ、23…モニタカメラ、24…集光レンズ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber for measuring the intensity of radiated light from the end face of an optical fiber having an effective cross-sectional area of 60 to 80 μm 2 coated with two layers of ultraviolet curable resin used for wavelength division multiplexing (WDM transmission) or the like. The present invention relates to an MFD measuring apparatus and an MFD measuring method.
[0002]
[Prior art]
In high-speed communication using an optical fiber, wavelength division multiplexing (WDM transmission) has become widespread for increasing capacity. In WDM transmission, many signal lights having different wavelengths are simultaneously incident on one optical fiber. Therefore, the amount of data that can be transmitted with one optical fiber can be increased compared to the case where only one wavelength of signal light is used. For example, if 10 wavelengths are incident simultaneously, the amount of data can be increased 10 times without increasing the number of optical fibers as compared with the case where one wavelength is incident. However, there is a problem that the nonlinear optical effect generated in the optical fiber places a limit on increasing the number of multiplexed signal lights. In order to suppress the occurrence of the nonlinear optical effect, there is a method of increasing the effective area. Therefore, in order to increase the number of multiplexing, it is desirable that the optical fiber used for WDM transmission has a large effective area.
[0003]
For example, in a conventional dispersion-shifted optical fiber having a small effective area (effective area is approximately 45 μm 2 ), the effective area is approximately equal to that of an optical transmission system capable of receiving signal light of 10 wavelengths. Using 1.5 times the 68 μm 2 optical fiber, it is possible to inject 15 wavelengths, and a system that requires three optical fibers is calculated with two optical fibers. This is advantageous in terms of ease of maintenance, cost reduction, and ease of installation.
[0004]
As a method for measuring the effective cross-sectional area, a mode field diameter (MFD) measuring method as described in JIS C 6825 can be used.
[0005]
FIG. 10 is a configuration diagram of an example of an MFD test apparatus based on the FFS method. In the figure, 11 is a light source, 12 is an exciter, 13 is a mode filter, 14 is a cladding mode remover, 15 is an optical fiber to be measured, 16 is a scanning device, 17 is a detector, 18 is an amplifier, and 19 is a signal processing device. It is.
[0006]
As the
[0007]
FIG. 11 is a configuration diagram of an example of an MFD test apparatus based on the VA method, and FIG. 12 is a detailed view of the hole moving apparatus of FIG. In the figure, parts similar to those in FIG. 20 is a hole moving device, 21 is a light shielding plate, 22 is a holder, 23 is a monitor camera, and 24 is a condenser lens.
[0008]
The point that the light source light that has passed through the
[0009]
10-12, although the MFD test apparatus which calculates | requires MFD was demonstrated, an effective cross-sectional area can be calculated | required by calculation from the measurement result of the obtained radiant light intensity using such an MFD test apparatus. In such a test apparatus, when the optical fiber to be measured is subjected to force from the side surface or the axial direction of the optical fiber during measurement, accurate measurement cannot be performed if the optical fiber moves. Therefore, as described above, the optical fiber is fixed at the fixing portion with a sufficient pressing force. As the optical fiber fixing portion, a configuration is adopted in which the measurement light emission end of the optical fiber to be measured is fixed by a hard member such as metal or acrylic.
[0010]
The measurement light exit end fixing part of the optical fiber to be measured was examined. A value obtained by dividing the pressing force (gf) applied to the entire optical fiber to be measured at the fixed portion by the length (mm) of the optical fiber to be measured, to which the force is applied, is the pressing force per unit length. If it defines, the pressing force per unit length in the conventional measuring device is about 6.3 gf / mm. According to the measurement result using the optical fiber emitting end fixing portion with the pressing force per unit length of this size, the conventional dispersion-shifted optical fiber having a small effective area (effective area is about 45 μm 2 ) can accurately measure. It was possible.
[0011]
However, the dispersion shifted optical fiber effective area is large, i.e., the effective cross-sectional area 60 to 80 m 2 or, Oite the more optical fiber effective area, it has been found that poor reproducibility of the measured values . This is because a conventional optical fiber having a small effective area is less likely to disturb the state of signal light propagating in the optical fiber against the stress applied from the side surface of the optical fiber. This is considered to be because the influence on the measurement result is small even if pressure is applied. On the other hand, in a dispersion-shifted optical fiber having a large effective area, when a large pressing force is applied, the state of signal light propagating in the optical fiber is disturbed by the stress applied from the side surface of the optical fiber, It was considered that the reproducibility of the measurement result was worsened.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and when measuring the emitted light intensity from the measured optical fiber with the measured optical fiber exit end fixed, the disturbance of the emitted light is eliminated, It is an object of the present invention to provide an optical fiber MFD measuring apparatus and an MFD measuring method capable of performing accurate measurement.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to
[0015]
The invention according to
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the optical fiber MFD measuring apparatus according to the first or second aspect, the measurement light emitting end fixing portion is provided on the mounting surface on which the measured optical fiber is mounted. A positioning portion for positioning the measurement optical fiber is formed, and a soft elastic body is interposed between the pressing member that presses the placement surface and the placement surface, and the soft elastic body is disposed around the positioning portion. It extends to the mounting surface.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical fiber MFD measuring method for measuring the intensity of radiated light from the end face of a dispersion-shifted optical fiber having an effective cross-sectional area of 60 to 80 [mu] m < 2 > coated with two layers of ultraviolet curable resin. In the above, the maximum compressive stress applied to the cladding surface at the measurement light emission end fixing portion of the measurement optical fiber is set to 5.2 gf / mm 2 or less, and the measurement light emission end fixation portion of the measurement optical fiber is The axial pull-out force is measured as 15 gf or more.
[0020]
The invention according to
[0021]
According to a sixth aspect of the present invention, in the optical fiber MFD measurement method according to the fourth or fifth aspect of the present invention, the measurement light emitting end fixing portion is provided on the mounting surface on which the measured optical fiber is mounted. A positioning portion for positioning the measurement optical fiber is formed, and a soft elastic body is interposed between the pressing member that presses the placement surface and the placement surface, and the soft elastic body is disposed around the positioning portion. It extends to the mounting surface.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of a measurement light emission end fixing portion of an optical fiber to be measured in the optical fiber MFD measurement apparatus of the present invention. In the figure, 1 is an optical fiber to be measured, 1a is a core part, 1b is a cladding part, 1c is a covering part, 2 is a fixing member, 2a is a mounting surface, 2b is an optical fiber positioning groove, and 3 is a pressing member.
[0026]
The fixing portion of the optical fiber includes a fixing
[0027]
The measurement method using the MFD test apparatus shown in FIG. 10 is also called a direct far-field method, and measures the effective cross-sectional area from the radiation pattern of the dispersion-shifted optical fiber.
[0028]
As an optical fiber to be measured, an optical fiber having an effective area of 60 to 80 μm 2 , a diameter of the
[0029]
In order to confirm the influence of the pressing force described above, the pressing force by the pressing
[0030]
Examples of the measured radiation pattern are shown in FIGS. FIG. 3 shows an example of a radiation pattern when the pressing force at the output end fixing portion of the optical fiber to be measured is large (pressing force = 6.3 gf / mm) and the reproducibility of the effective area measurement value is deteriorated. It is. The fact that accurate measurement can be performed by lowering the pressing force has been described with reference to FIG. 2, but FIG. 4 is an example of a radiation pattern when the pressing force is small (pressing force = 0.8 gf / mm). It can be seen that the synchrotron radiation pattern is clearly not disturbed.
[0031]
The same test was performed by changing the measurement method. This is a measurement method using the MFD test apparatus described with reference to FIGS. 11 and 12, and is also referred to as a variable aperture in the far-field method. The optical fiber to be measured is the same as that used in the above-described test. Further, the measurement light emitting end fixing portion of the optical fiber to be measured in the holder is the same as that described in FIG. 1, and the optical fiber positioning groove 2b of the fixing
[0032]
The test results are shown in FIG. The horizontal and vertical axes in FIG. 5 are the same as those in FIG. In this test, similarly to the above-described test results, the measurement value using the fiber fixing portion with a pressing force of 6.3 gf / mm, which was able to be accurately measured with the conventional dispersion-shifted optical fiber having a small effective area. However, reproducibility was poor and accurate measurement could not be performed, but measurement with good reproducibility could be performed by using a fixed portion with a pressing force of 2.4 gf / mm or less.
[0033]
From these test results, it was possible to measure accurately with a conventional dispersion-shifted optical fiber having a small effective cross-sectional area (effective cross-sectional area of about 45 μm 2 ) with a pressing force per unit length of 6.3 gf / mm. . However, in dispersion-shifted optical fibers with a large effective area (effective area is approximately 60 μm 2 or more), the measured value is not reproducible and accurate when the pressing force per unit length is 6.3 gf / mm. However, if the pressing force at the output end fixing portion of the optical fiber to be measured is lowered, the reproducibility of the measured value is improved, and the pressing force per unit length of the optical fiber output end fixing portion is 2.4 gf / mm. It was found that accurate measurement is possible by the following. The maximum value of the effective cross-sectional area of the optical fiber to be measured used in these tests was 80 μm 2. However, if the effective cross-sectional area is larger than this, it becomes weaker against the stress from the side surface of the optical fiber. The pressing force of the emitting end fixing portion must be weaker than 2.4 gf / mm. The optical fiber used in this test is a two-layer coating of a UV curable resin whose inner layer is soft and the outer layer is hard. However, it is a commonly used two-layer coating optical fiber of an outer diameter of 250 μm. For example, when the pressing force of the output end fixing portion is 2.4 gf / mm or less, the effective area can be measured with sufficient accuracy in practical use.
[0034]
In the test described above, the test was performed using the pressing force per unit length when the coated optical fiber was positioned in a V-groove with an opening angle of 90 ° and pressed by a pressing member as a parameter. And when a large pressing force is applied, the state of the signal light propagating in the optical fiber is disturbed by the stress applied from the side surface of the optical fiber, and the reproducibility of the measurement result is deteriorated. And tested to prove it. Since the stress that affects the state of the signal light propagating in the optical fiber due to the pressing force is transmitted to the clad portion through the coating in the above-described test, even with the same pressing force, the opening angle of the V groove and The stress exerted on the side surface of the cladding varies depending on the characteristics of the covering. Accordingly, the pressing force per unit length when a commonly used two-layer coated optical fiber of UV curable resin is placed in a V groove having an opening angle of approximately 90 ° and pressed by a pressing member is as described above. Thus, it can be said that 2.4 gf / mm or less is sufficient, but in order to have more generality, the maximum compressive stress applied to the cladding surface should be a problem.
[0035]
Therefore, the characteristics of the optical fiber to be measured used in the above-described test will be described in more detail. FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical fiber to be measured. In the figure, 4a is a cladding part, 4b is a primary covering part, and 4c is a secondary covering part. The clad 4a has a diameter of 0.125 mm, a Young's modulus of 7154 kgf / mm 2 , and a Poisson's ratio of 0.16. The primary coating portion 4b has an outer diameter of 0.197 mm, a Young's modulus of 0.12 kgf / mm 2 and a Poisson's ratio of 0.45. The secondary covering portion 4c has an outer diameter of 0.245 mm, a Young's modulus of 80 kgf / mm 2 , and a Poisson's ratio of 0.45.
[0036]
The pressing force per unit length by the pressing member and the maximum compressive stress applied to the surface of the cladding of the optical fiber to be measured when the optical fiber to be measured having such characteristics is positioned in the V groove having an opening angle of 90 ° When determined by calculating the relationship between the per pressing
[0037]
FIG. 7 is a cross-sectional view of the optical fiber to be measured in which a colored layer is applied to the outer peripheral surface of the optical fiber of FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 5d is a colored layer. The colored layer 4d has an outer diameter of 0.253 mm, a Young's modulus of 95 kgf / mm 2 , and a Poisson's ratio of 0.40. The characteristic values of the cladding part 4a, the primary covering part 4b, and the secondary covering part 4c are the same as those in FIG.
[0038]
The pressing force per unit length by the pressing member and the maximum compressive stress applied to the surface of the cladding of the optical fiber to be measured when the optical fiber to be measured having such characteristics is positioned in the V groove having an opening angle of 90 ° When determined by calculating the relationship between the per pressing
[0039]
Note that the numerical range in which the maximum compressive stress applied to the cladding surface is 5.2 gf / mm 2 or less is derived from the test results described with reference to FIGS. For example, it can be said that the pressing force at the measurement light emitting end fixing portion of the optical fiber to be measured is such that the standard deviation of the measurement value is 0.2 μm 2 or less.
[0040]
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of the measurement light emission end fixing portion of the optical fiber to be measured in the optical fiber MFD measurement apparatus of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG.
[0041]
In this embodiment, the pressing
[0042]
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a third embodiment of the measurement light emission end fixing portion of the optical fiber to be measured in the optical fiber MFD measurement apparatus of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIGS.
[0043]
In this embodiment, the width of the soft
[0044]
Furthermore, in the first embodiment, the axial length of the optical fiber pressed by the pressing
[0045]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the intensity of radiated light from the end face of a dispersion-shifted optical fiber having an effective area of 60 to 80 μm 2 coated with a two-layer coating of an ultraviolet curable resin is reproducible. Well, there is an effect that the MFD can be measured accurately. Further, since the optical fiber measured by the MFD measuring apparatus and the MFD measuring method of the present invention has an effective area measured accurately, it is used effectively for WDM transmission. An optical transmission system using a fiber can be constructed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a first embodiment of a measurement light emission end fixing portion of an optical fiber to be measured in an optical fiber MFD measurement apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing test results.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a radiation pattern when the pressing force is large.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a radiation pattern when the pressing force is small.
FIG. 5 is a diagram showing test results.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an optical fiber to be measured.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an optical fiber to be measured.
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a second embodiment of a measurement light emission end fixing portion of an optical fiber to be measured in the optical fiber MFD measurement apparatus of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a third embodiment of a measurement light emission end fixing portion of an optical fiber to be measured in the optical fiber MFD measurement apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of an example of an MFD test apparatus based on the FFS method.
FIG. 11 is a configuration diagram of an example of an MFD test apparatus based on a VA method.
12 is a detailed view of the hole moving device of FIG. 11;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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