JP7806931B2 - Optical monitor device and optical intensity measurement method - Google Patents
Optical monitor device and optical intensity measurement methodInfo
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Description
本開示は光モニタデバイスに関し、特に光伝送装置などにあって光の強度を検出しその検出結果を他の部品にフィードバックするための光モニタデバイスに関する。 This disclosure relates to an optical monitoring device, particularly an optical monitoring device for detecting the intensity of light in an optical transmission device or the like and feeding back the detection results to other components.
近年、インターネットトラフィックの増大に伴い、通信システムにおいては通信容量を増大することが強く求められている。これを実現するため、通信局舎とユーザ宅間のアクセスネットワークや通信局舎同士を結ぶコアネットワークでは光ファイバを用いた通信システムが使われている。光ファイバ通信では通信の制御や設備の健全性の確認のために光ファイバを伝搬する光強度の検出がしばしば用いられる。例えば、アクセスネットワークでは、光ファイバに試験光を伝搬させ、その光強度検出から光ファイバの損失や健全性、心線対象や繋がりの確認などを行なっている。また、コアネットワークで用いられるWDM(Wavelength Division Multiplex)伝送ではフィードバック制御のため光強度のモニタリングが必要である。 In recent years, with the increase in Internet traffic, there has been a strong demand for increased communication capacity in communication systems. To achieve this, optical fiber-based communication systems are used in access networks between communication centers and user homes, and in core networks connecting communication centers. In optical fiber communication, the detection of the light intensity propagating through the optical fiber is often used to control communication and verify the health of equipment. For example, in access networks, test light is propagated through the optical fiber, and the light intensity is detected to verify the optical fiber's loss, health, core symmetry, and connections. Furthermore, WDM (Wavelength Division Multiplex) transmission used in core networks requires monitoring of light intensity for feedback control.
アクセスネットワークの光強度モニタリングでは、2本の平行導波路によって光ファイバ1心毎に光を一定の分岐比で分岐する光カプラを用いる技術が使われており(例えば特許文献1参照。)、これによりアクセスネットワークにおける光信号の強度や伝搬損失の測定などが行なえる。 For optical intensity monitoring in access networks, a technology is used that uses an optical coupler that splits light at a fixed splitting ratio for each optical fiber core using two parallel waveguides (see, for example, Patent Document 1), which makes it possible to measure the intensity and propagation loss of optical signals in the access network.
WMD伝送での光強度モニタリングでは、1次元に配列された光ファイバと光センサとの組み合わせにより複数の光ファイバの光信号の強度を同時にモニタリングする技術が使われている(例えば特許文献2参照。)。 For optical intensity monitoring in WMD transmission, a technology is used that simultaneously monitors the intensity of optical signals in multiple optical fibers by combining optical fibers arranged in one dimension with optical sensors (see, for example, Patent Document 2).
しかし、従来のような配置構成とした光強度モニタリングにおいては、まだ以下に示すような課題がある。 However, conventional light intensity monitoring configurations still have the following challenges:
光通信が普及し、光設備/ケーブルのファイバ心数が多心化していく中で、まず、特許文献1のような光ファイバ1心毎に光カプラを用いる場合は多心化に応じてコストとサイズが増大する。特許文献2のような光ファイバの心数に合わせて光センサを1次元のアレイ状に配置した場合も、光ファイバ及び光センサのアレイ配置には限界があり、それよりも光ファイバの心数が増大すれば、心数に応じてコストとサイズが増大する。As optical communications become more widespread and the number of fiber cores in optical equipment/cables increases, firstly, when an optical coupler is used for each optical fiber core, as in Patent Document 1, costs and size increase as the number of cores increases. Even when optical sensors are arranged in a one-dimensional array to match the number of optical fiber cores, as in Patent Document 2, there is a limit to the array arrangement of optical fibers and optical sensors, and if the number of optical fiber cores increases beyond that, costs and size increase accordingly.
また、このような光強度モニタリングを実現するために、空間光学系におけるフレネル反射を用いることが考えられる。しかしながら、フレネル反射は入射するp偏光とs偏光により反射率が異なる。p偏光とs偏光により反射率が異なる例として、図1に石英ガラスから空気に入射する時のp偏光とs偏光の入射角度と反射率の計算例を示す。図1に示すように、入射する光の偏光状態が変動していると、光センサ側に分岐される光の分岐比が変動する。このため、フレネル反射を用いると、正確な測定が行なえないという課題がある。 Fresnel reflection in spatial optical systems could be used to achieve this type of light intensity monitoring. However, Fresnel reflection has different reflectances depending on whether p-polarized or s-polarized light is incident. As an example of the difference in reflectance between p-polarized and s-polarized light, Figure 1 shows an example of calculating the incident angle and reflectance of p-polarized and s-polarized light entering air from quartz glass. As shown in Figure 1, if the polarization state of the incident light fluctuates, the branching ratio of the light branched to the optical sensor side fluctuates. For this reason, using Fresnel reflection poses the problem of inaccurate measurements.
本開示は、このような点に鑑みてなされたものであり、数十心といった多心数の光ファイバであっても、入射する光信号の偏光状態によらず、光信号の光強度を測定することができる光強度測定方法を実現すること目的とする。 The present disclosure has been made in consideration of these points, and aims to realize an optical intensity measurement method that can measure the optical intensity of an optical signal regardless of the polarization state of the incident optical signal, even in optical fibers with a large number of cores, such as tens of cores.
上記目的を達成するため、本開示の光強度測定方法は、
複数の光ファイバを伝搬する光の強度を検出する光モニタデバイスにおいて、
本開示の光モニタデバイスを用いる。
In order to achieve the above object, the light intensity measurement method of the present disclosure includes:
An optical monitor device for detecting the intensity of light propagating through a plurality of optical fibers,
The optical monitor device of the present disclosure is used.
本開示の光モニタデバイスは、
定められた入射領域に入射された前記複数の光ファイバからの入射光を異なる方向に分岐する複数の分岐部と、
前記複数の分岐部で分岐された分岐光をそれぞれ受光する複数の光センサと、
を備え、
前記複数の光センサは、前記複数の光ファイバの本数よりも多くの画素が2次元配列され、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに光強度を検出し、
前記複数の光センサで検出された光強度の総和を、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに行う。
The optical monitoring device of the present disclosure comprises:
a plurality of branching units that branch the incident light from the plurality of optical fibers that has entered a predetermined incident region into different directions;
a plurality of optical sensors that receive the branched light beams branched by the plurality of branching units, respectively;
Equipped with
the plurality of optical sensors are two-dimensionally arranged with pixels whose number is greater than the number of the plurality of optical fibers, and detect light intensity for each pixel corresponding to an incident position in the incident region;
The light intensities detected by the plurality of optical sensors are summed for each pixel corresponding to the incident position in the incident area.
本開示では、複数の光センサを備え、各分岐光の光強度を入射領域における入射位置に対応する画素ごとに検出し、画素ごとに光強度の総和を算出する。これにより、本開示は、数十心といった多心数の光ファイバであっても、入射光の光強度を光ファイバごとに測定することができる。ここで、偏向軸は光の進む方向を仮にx軸として、あるy方向とそれに垂直なz方向の2方向で表される。そこで、本開示は、2つの分岐部を備え、複数の分岐部で異なる方向に反射させ、各方向で反射されるp偏光とs偏光の割合を考慮することで、入射する光信号の偏光状態によらず、光信号の光強度を測定することができる。 This disclosure provides multiple optical sensors to detect the optical intensity of each branched light for each pixel corresponding to the incident position in the incident area, and calculates the sum of the optical intensities for each pixel. This allows the present disclosure to measure the optical intensity of incident light for each optical fiber, even for optical fibers with a large number of cores, such as several tens of cores. Here, the polarization axis is expressed in two directions: the y direction and the z direction perpendicular to the x axis, with the direction of light travelling assumed to be the x axis. Therefore, this disclosure provides two branching sections, reflects light in different directions at multiple branching sections, and takes into account the proportion of p-polarized and s-polarized light reflected in each direction, making it possible to measure the optical intensity of an optical signal regardless of the polarization state of the incident optical signal.
本開示の光モニタデバイスは、
定められた入射領域から入射された入射光を、第1の方向及び第2の方向の2つに分岐する第1の分岐部と、
前記第1の分岐部で前記第2の方向に分岐された分岐光を受光し、前記第1の分岐部で分岐された光の強度を、前記入射領域における入射位置ごとに検出する第1の光センサと、
前記第1の分岐部で前記第1の方向に分岐された分岐光を、第3の方向並びに前記第1の方向の2つに分岐する第2の分岐部と、
前記第2の分岐部で前記第3の方向に分岐された分岐光を受光し、前記第2の分岐部で分岐された光の強度を、前記入射領域における入射位置ごとに検出する第2の光センサと、
を備えていてもよい。
The optical monitoring device of the present disclosure comprises:
a first branching unit that branches incident light incident from a predetermined incident region into two beams in a first direction and a second direction;
a first optical sensor that receives the branched light branched in the second direction by the first branching unit and detects the intensity of the light branched by the first branching unit for each incident position in the incident area;
a second branching unit that branches the branched light beam branched in the first direction by the first branching unit into two beams, one in a third direction and the other in the first direction;
a second optical sensor that receives the branched light branched in the third direction by the second branching unit and detects the intensity of the branched light at each incident position in the incident area;
The device may also include:
前記光モニタデバイスは、
前記複数の分岐部を有する光学部品と、
前記光学部品の前記入射領域に光を入射するように2次元配列状に配置されている複数の入射側光ファイバと、
前記光学部品からの各出射光をそれぞれ受光するように2次元配列状に配置されている複数の出射側光ファイバと、
前記光学部品と前記入射側光ファイバの間に配置され、前記光学部品への各入射光を平行光とする入射側光学レンズと、
前記光学部品と前記出射側光ファイバの間に配置され、前記光学部品からの各出射光を前記出射側光ファイバに結合させる出射側光学レンズと、
を備えていてもよい。
The optical monitoring device
an optical component having the plurality of branching portions;
a plurality of incident-side optical fibers arranged in a two-dimensional array so as to make light incident on the incident region of the optical component;
a plurality of output-side optical fibers arranged in a two-dimensional array so as to receive each of the output beams from the optical component;
an incident-side optical lens disposed between the optical component and the incident-side optical fiber, and converting each light beam incident on the optical component into a parallel beam;
an output optical lens disposed between the optical component and the output optical fiber, for coupling each output light from the optical component to the output optical fiber;
The device may also include:
前記光学部品は、
一様な屈折率を持つ第1の部材と、
前記第1の部材と接しており、前記第1の部材の屈折率と異なる一様な屈折率を持つ第1の単層膜と、
前記第1の単層膜と接しており、前記第1の部材と同じ屈折率を持つ第2の部材と、
前記第2の部材と接しており、前記第1の部材及び前記第2の部材の屈折率と異なる一様な屈折率を持つ第2の単層膜と、
前記第2の単層膜と前記出射側光学レンズとに接続され、前記第1の部材と同じ屈折率を持つ第3の部材と、を備えていてもよい。
本形態では、
前記第1の単層膜が前記第1の分岐部として機能し、
前記第2の単層膜が前記第2の分岐部として機能し、
前記第1の部材と前記第1の単層膜との第1の屈折率界面及び前記第2の部材と前記第1の単層膜との第2の屈折率界面が、前記入射光と特定の第1の入射角度を有し、
前記第2の部材と前記第2の単層膜との第3の屈折率界面及び前記第3の部材と前記第2の単層膜との第4の屈折率界面が、前記入射光と特定の第2の入射角度を有し、
前記第1の方向が前記第1の屈折率界面から前記第4の屈折率界面を透過した方向であり、
前記第2の方向が前記第1の屈折率界面で反射した方向であり、
前記第3の方向が前記第3の屈折率界面で反射した方向であってもよい。
The optical component is
a first member having a uniform refractive index;
a first monolayer film in contact with the first member and having a uniform refractive index different from that of the first member;
a second member in contact with the first monolayer film and having the same refractive index as the first member;
a second single-layer film in contact with the second member and having a uniform refractive index different from the refractive indexes of the first member and the second member;
The optical element may further comprise a third member connected to the second single-layer film and the output-side optical lens and having the same refractive index as the first member.
In this embodiment,
the first monolayer film functions as the first branch portion,
the second monolayer film functions as the second branch portion,
a first refractive index interface between the first member and the first single-layer film and a second refractive index interface between the second member and the first single-layer film have a specific first incident angle with respect to the incident light,
a third refractive index interface between the second member and the second single-layer film and a fourth refractive index interface between the third member and the second single-layer film have a specific second incident angle with the incident light,
the first direction is a direction transmitted from the first refractive index interface through the fourth refractive index interface,
the second direction is a direction reflected at the first refractive index interface,
The third direction may be a direction reflected at the third refractive index interface.
前記光モニタデバイスは、
前記第1の単層膜からの分岐光を受光する第1の光センサと、
前記第2の単層膜からの分岐光を受光する第2の光センサと、
を備え、
後述する式(16)及び式(17)で表される、前記複数の光ファイバにおけるf番目の光ファイバの光強度IRfと前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力との対応関係を用いて、前記複数の光ファイバにおけるf番目の光ファイバの光強度IRfを算出してもよい。
The optical monitoring device
a first optical sensor that receives split light from the first monolayer film;
a second optical sensor that receives split light from the second monolayer film;
Equipped with
The light intensity I Rf of the f-th optical fiber in the plurality of optical fibers may be calculated using a correspondence relationship between the light intensity I Rf of the f-th optical fiber in the plurality of optical fibers and the average pixel outputs of the first optical sensor and the second optical sensor, which is expressed by equations (16) and (17) described below.
ここで、前記第1の単層膜の入射面と前記第2の単層膜の入射面との為す角は90度であり、前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率が等しくてもよい。この場合、前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率を用いて定義されるRが後述する式(6)で定義され、後述する式(7)に基づいて、前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力を算出してもよい。Here, the angle between the incident surface of the first single-layer film and the incident surface of the second single-layer film may be 90 degrees, and the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film may be equal. In this case, R, defined using the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film, may be defined by equation (6) described below, and the average pixel output of the first photosensor and the second photosensor may be calculated based on equation (7) described below.
ここで、前記第1の単層膜の入射面と前記第2の単層膜の入射面との為す角は90度であってもよい。この場合、前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率を用いて定義されるRが後述する式(43)で定義され、後述する式(31)に基づいて、前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力を算出してもよい。Here, the angle between the incident surface of the first single-layer film and the incident surface of the second single-layer film may be 90 degrees. In this case, R, which is defined using the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film, may be defined by equation (43) described below, and the average pixel output of the first optical sensor and the second optical sensor may be calculated based on equation (31) described below.
ここで、前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率並びに前記第1の単層膜の入射面と前記第2の単層膜の入射面との為す角を用いて定義されるRで定義されるRが後述する式(53)で定義され、後述する式(32)に基づいて、前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力を算出してもよい。 Here, R, which is defined using the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film and the angle between the incident surface of the first single-layer film and the incident surface of the second single-layer film, is defined by equation (53) described below, and the average pixel output of the first optical sensor and the second optical sensor may be calculated based on equation (32) described below.
本開示の光強度測定方法は、本開示の光モニタデバイスを用いた光強度測定方法であり、
前記複数の光ファイバから光ファイバごとに出射したときに前記複数の光センサに備わる各画素で検出される光強度の出力値を測定することで、前記複数の光ファイバと各光センサとの対応関係を予め取得し、
前記複数の光ファイバが光を伝搬している状態で、前記複数の光センサに備わる各画素の光強度を検出し、前記対応関係に基づいて、前記複数の光ファイバの伝搬光の光強度を光ファイバごとに測定する、光強度測定方法であり、
前記対応関係の取得に当たって、前記複数の光センサの出力値の総和を、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに算出する、
という特徴を備える。
A light intensity measurement method according to the present disclosure is a light intensity measurement method using an optical monitor device according to the present disclosure,
measuring output values of light intensity detected by each pixel of the plurality of optical sensors when light is emitted from each of the plurality of optical fibers, thereby obtaining a correspondence relationship between the plurality of optical fibers and each of the optical sensors in advance;
a light intensity measurement method for detecting light intensities of pixels included in the plurality of optical sensors while light is propagating through the plurality of optical fibers, and measuring the light intensities of the propagating light through the plurality of optical fibers for each optical fiber based on the correspondence relationship;
When acquiring the correspondence relationship, a sum of output values of the plurality of optical sensors is calculated for each pixel corresponding to an incident position in the incident area.
It has the following characteristics.
前記対応関係の取得に当たって、複数回の測定を行なって各光センサの出力値の平均値を画素ごとに算出し、その平均値の総和を用いてもよい。 When obtaining the correspondence, multiple measurements may be performed to calculate the average output value of each optical sensor for each pixel, and the sum of these average values may be used.
なお、上記各開示は、可能な限り組み合わせることができる。 The above disclosures may be combined to the extent possible.
本開示によれば、数十心といった多心数の光ファイバであっても、入射する光信号の偏光状態によらず、光信号の強度を正確に測定することができる。 According to the present disclosure, the intensity of an optical signal can be accurately measured regardless of the polarization state of the incident optical signal, even in optical fibers with a large number of cores, such as several tens of cores.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。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。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art. Note that components with the same reference numerals in this specification and drawings are considered to be identical to each other.
(第1の実施形態)
本開示では上記課題を解決するために、図2に例示する構成によって実現可能な光モニタデバイスを用いた光強度測定方法を提供する。
本開示は、複数の入射側光ファイバ11を伝搬する伝搬光の強度を検出する光モニタデバイスにおいて、
定められた入射領域に入射された前記複数の光ファイバ11からの入射光を異なる方向に分岐する複数の分岐部を備える光学部品である空間光学系30と、
前記複数の分岐部で分岐された分岐光をそれぞれ受光する複数の光センサ5A及び5Bと、
を備える。
(First embodiment)
In order to solve the above problem, the present disclosure provides a light intensity measurement method using an optical monitor device that can be realized by the configuration exemplified in FIG.
The present disclosure provides an optical monitoring device for detecting the intensity of light propagating through a plurality of incident-side optical fibers 11,
a spatial optical system (30) that is an optical component including a plurality of branching units that branch incident light from the plurality of optical fibers (11) that has been incident on a predetermined incident region into different directions;
a plurality of optical sensors 5A and 5B that receive the branched light beams branched by the plurality of branching units, respectively;
Equipped with.
具体的には、本開示で用いる光モニタデバイスは、
入射光41の一部を特定の方向(第2の方向)へ、残りの一部を別の特定の方向(第3の方向)へ、残りの大部分をまた別の特定の方向(第1の方向)へと特定の分岐比で分岐し出射する空間光学系30と、
空間光学系30に光を入射するように2次元配列状に配置された複数の光を伝搬する入射側光ファイバ11と、
空間光学系30から第1の方向への大部分の出射光42を受光するように配置された複数の光を伝搬する出射側光ファイバ12と、
空間光学系30から第2の方向への第1の一部の出射光43Aを受光するように配置された第1の光センサ5Aと、
空間光学系30から第3の方向への第2の一部の出射光43Bを受光するように配置された第2光センサ5Bと、
空間光学系30と前記入射側光ファイバ11の間に配置され、空間光学系30の入射領域への入射光を平行光とする入射側光学レンズ21と、
空間光学系30と前記出射側光ファイバ12の間に配置され、空間光学系30からの出射光を効率よく出射側光ファイバ12に結合する出射側光学レンズ22と、
を有する。
Specifically, the optical monitor device used in the present disclosure is
a spatial optical system (30) that splits and emits a part of the incident light (41) in a specific direction (second direction), a remaining part in another specific direction (third direction), and a majority of the remaining part in yet another specific direction (first direction) at a specific splitting ratio;
an incident-side optical fiber 11 that propagates a plurality of light beams arranged in a two-dimensional array so as to input the light beams into the spatial optical system 30;
a plurality of light-propagating output optical fibers 12 arranged to receive most of the output light 42 from the spatial optical system 30 in a first direction;
a first optical sensor 5A disposed to receive a first portion of the emitted light 43A from the spatial optical system 30 in the second direction;
a second optical sensor 5B disposed to receive a second portion of the emitted light 43B from the spatial optical system 30 in a third direction;
an incident-side optical lens 21 disposed between the spatial optical system 30 and the incident-side optical fiber 11, for converting light incident on an incident region of the spatial optical system 30 into parallel light;
an output-side optical lens 22 that is disposed between the spatial optical system 30 and the output-side optical fiber 12 and efficiently couples the output light from the spatial optical system 30 to the output-side optical fiber 12;
It has.
光センサ5A及び5Bは、複数の光ファイバ11の本数よりも多くの画素が2次元配列され、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに光強度を検出する。本実施形態は、演算装置(不図示)が、前記複数の光センサ5A及び5Bで検出された光強度の総和を、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに算出し、算出された各画素の光強度の総和を用いて、前記複数の光ファイバ11の少なくともいずれかの光ファイバを伝搬する光の強度を算出する。 The optical sensors 5A and 5B have a two-dimensional array of pixels, with more pixels than the number of optical fibers 11, and detect the light intensity for each pixel corresponding to the incident position in the incident region. In this embodiment, a computing device (not shown) calculates the sum of the light intensities detected by the optical sensors 5A and 5B for each pixel corresponding to the incident position in the incident region, and uses the calculated sum of the light intensities for each pixel to calculate the intensity of light propagating through at least one of the optical fibers 11.
図2に示すように、空間光学系30は、
前記入射側光学レンズ21と接続され、一様な屈折率を持つ第1の部材30Aと、
前記第1の部材30Aと接しており、第1の部材30Aとは異なる一様な屈折率を持つ第1の単層膜33Aと、
前記第1の単層膜33Aと接しており、前記第1の部材30Aと同じ屈折率を持つ第2の部材30Bと、
前記第2の部材30Bと接しており、第1の単層膜33Aと同じ屈折率を持つ第2の単層膜33Bと、
前記第2の単層膜33Bと前記出射側光学レンズ22とに接続され、前記第1の部材30Aと同じ屈折率を持つ第3の部材30Cと、
で構成されてもよい。
As shown in FIG. 2, the spatial optical system 30 includes:
a first member 30A connected to the incident-side optical lens 21 and having a uniform refractive index;
a first single layer film 33A in contact with the first member 30A and having a uniform refractive index different from that of the first member 30A;
a second member 30B in contact with the first single-layer film 33A and having the same refractive index as the first member 30A;
a second monolayer film 33B in contact with the second member 30B and having the same refractive index as the first monolayer film 33A;
a third member 30C connected to the second single-layer film 33B and the output-side optical lens 22 and having the same refractive index as the first member 30A;
It may be configured as follows.
第1の部材30Aのうちの入射側光学レンズ21と接続されている面に、入射領域が含まれる。本開示では、空間光学系30がこのような屈折率を有することで、入射領域から第1の部材30Aに入射された各平行光の相対位置を、入射領域のまま維持することができる。ここで、第1の単層膜33Aの屈折率及び第2の単層膜33Bの屈折率は、任意である。例えば、第1の単層膜33Aの屈折率及び第2の単層膜33Bの屈折率は、第1の部材30A、第2の部材30B及び第3の部材30Cの屈折率より低い、または高い。 The surface of the first member 30A that is connected to the incident-side optical lens 21 includes an incident region. In the present disclosure, by having such a refractive index for the spatial optical system 30, the relative positions of the parallel light beams incident on the first member 30A from the incident region can be maintained as they are in the incident region. Here, the refractive index of the first single-layer film 33A and the refractive index of the second single-layer film 33B are arbitrary. For example, the refractive index of the first single-layer film 33A and the refractive index of the second single-layer film 33B are lower or higher than the refractive indexes of the first member 30A, the second member 30B, and the third member 30C.
本実施形態では、第1の単層膜33Aの入射面と第2の単層膜33Bの入射面との為す角θが90度である例を示す。第1の単層膜33Aは、入射された入射光を第1の方向及び第2の方向の2つに分岐する第1の分岐部として機能する。第2の単層膜33Bは、第1の単層膜33Aで第1の方向に分岐された分岐光を、第1の方向及び第2の方向の両方に垂直な第3の方向並びに第1の方向の2つに分岐する第2の分岐部として機能する。 In this embodiment, an example is shown in which the angle θ between the incident surface of the first single-layer film 33A and the incident surface of the second single-layer film 33B is 90 degrees. The first single-layer film 33A functions as a first branching section that branches the incident light into two beams, one in a first direction and one in a second direction. The second single-layer film 33B functions as a second branching section that branches the beam branched in the first direction by the first single-layer film 33A into two beams, one in a third direction perpendicular to both the first and second directions, and one in the first direction.
図2に示す空間光学系30について理解が容易になるよう、2次元配列されている入射側光ファイバ11及び出射側光ファイバ12のうちの1本のみを記載したものを図3に示す。以下、第1の単層膜33Aをx軸方向に透過した光を大部分の出射光42Aとし、第2の単層膜33Bをx軸方向に透過した光を大部分の出射光42Bとして説明する。また、入射光41の光軸がx軸方向であるとする。 To facilitate understanding of the spatial optical system 30 shown in Figure 2, Figure 3 shows only one of the two-dimensionally arranged incident-side optical fiber 11 and output-side optical fiber 12. In the following, the light transmitted through the first single-layer film 33A in the x-axis direction will be referred to as the majority of output light 42A, and the light transmitted through the second single-layer film 33B in the x-axis direction will be referred to as the majority of output light 42B. It is also assumed that the optical axis of the incident light 41 is in the x-axis direction.
図3においては、第1の部材30Aと第1の単層膜33Aとの境界面を第1の屈折率界面31Aとし、第2の部材30Bと第1の単層膜33Aとの境界面を第2の屈折率界面31Bとし、第2の部材30Bと第2の単層膜33Bとの境界面を第3の屈折率界面31Cがとし、第3の部材30Cと第2の単層膜33Bとの境界面を第4の屈折率界面31Dとする。 In Figure 3, the boundary surface between the first member 30A and the first single-layer film 33A is referred to as the first refractive index interface 31A, the boundary surface between the second member 30B and the first single-layer film 33A is referred to as the second refractive index interface 31B, the boundary surface between the second member 30B and the second single-layer film 33B is referred to as the third refractive index interface 31C, and the boundary surface between the third member 30C and the second single-layer film 33B is referred to as the fourth refractive index interface 31D.
図2では、第1の方向がx軸方向であり、第2の方向がz軸方向であり、第3の方向がy軸方向である例を示すが、これらの方向は空間光学系30の光学設計に応じた任意の方向にすることができる。 Figure 2 shows an example in which the first direction is the x-axis direction, the second direction is the z-axis direction, and the third direction is the y-axis direction, but these directions can be any directions depending on the optical design of the spatial optical system 30.
空間光学系30は、
入射光41と特定の第1の入射角度をもって設けられ、互いに平行な第1の屈折率界面31A及び第2の屈折率界面31Bと、
第1の屈折率界面31A及び第2の屈折率界面31Bよりも出射側光ファイバ12側に配置され、入射光41と前述の特定の第2の入射角度を持ち、第1の屈折率界面31A及び第2の屈折率界面31Bの入射面と直交する入射面をもって設けられた互いに平行な第3の屈折率界面31C及び第4の屈折率界面31Dと、を有しており、
大部分の出射光42が出射する第1の方向が第1から第4の屈折率界面(31A、31B、31C、31D)を透過した方向であり、
第1の入射角度と第2の入射角度が等しく、
第1の一部の出射光43Aが出射する第2の方向が第1の屈折率界面31Aで反射した方向であり、
第2の一部の出射光43Bが出射する第3の方向が第3の屈折率界面31Cで反射した方向である、ことを特徴とする。
The spatial optical system 30 includes:
a first refractive index interface 31A and a second refractive index interface 31B that are parallel to each other and have a specific first incident angle with respect to the incident light 41;
a third refractive index interface (31C) and a fourth refractive index interface (31D) that are parallel to each other and are arranged closer to the output-side optical fiber (12) than the first refractive index interface (31A) and the second refractive index interface (31B), have the specific second incident angle with the incident light (41), and have an incident plane orthogonal to the incident planes of the first refractive index interface (31A) and the second refractive index interface (31B);
The first direction in which most of the emitted light 42 is emitted is the direction in which the light passes through the first to fourth refractive index interfaces (31A, 31B, 31C, 31D),
the first incident angle and the second incident angle are equal,
The second direction in which the first portion of the emitted light 43A is emitted is the direction in which the light is reflected at the first refractive index interface 31A,
The third direction in which the second part of the emitted light 43B is emitted is the direction in which the light is reflected at the third refractive index interface 31C.
第3の屈折率界面31C及び第4の屈折率界面31Dは、入射光41の光軸を中心とした円周方向に第1の屈折率界面31A及び第2の屈折率界面31Bを90度回転させた面であってもよい。 The third refractive index interface 31C and the fourth refractive index interface 31D may be surfaces formed by rotating the first refractive index interface 31A and the second refractive index interface 31B by 90 degrees in the circumferential direction around the optical axis of the incident light 41.
図3において、第1の方向(x方向)は第1の単層膜33Aに入射する入射光41の直進する方向であり大部分の出射光42Aの進行方向である。第2の方向(z方向)は第1の単層膜33Aで反射される第1の一部の出射光43Aの進む方向である。第3の方向(y方向)は、第2の単層膜33Bで反射される第2の一部の出射光43Bの進む方向である。前述したように、第1の方向と第2の方向が含まれる面(xz面)と第1の方向と第3の方向が含まれる面(xy面)が互いに垂直になるように第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bを設けることで、第1の単層膜33Aにおける入射面と第2の単層膜33Bにおける入射面とを垂直にすることができる。 In Figure 3, the first direction (x direction) is the straight-line direction of incident light 41 incident on the first monolayer film 33A and the direction of travel of most of the emitted light 42A. The second direction (z direction) is the direction of travel of the first portion of the emitted light 43A reflected by the first monolayer film 33A. The third direction (y direction) is the direction of travel of the second portion of the emitted light 43B reflected by the second monolayer film 33B. As described above, by arranging the first monolayer film 33A and the second monolayer film 33B so that the plane containing the first and second directions (xz plane) and the plane containing the first and third directions (xy plane) are perpendicular to each other, the plane of incidence in the first monolayer film 33A and the plane of incidence in the second monolayer film 33B can be made perpendicular.
図2,図3に示す空間光学系30においては、前述したように、第1の単層膜33Aにおける入射面と第2の単層膜33Bにおける入射面とが垂直になるため、第1の単層膜33Aにおけるp偏光が第2の単層膜33Bにおけるs偏光となり、第1の単層膜33Aにおけるs偏光が第2の単層膜33Bにおけるp偏光となる。第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bは、屈折率及び膜厚が等しく、第1の単層膜33Aにおけるp偏光の抽出率と第2の単層膜33Bにおけるp偏光の抽出率は等しく、第1の単層膜33Aにおけるs偏光の抽出率と第2の単層膜33Bにおけるs偏光の抽出率も等しい。 In the spatial optical system 30 shown in Figures 2 and 3, as described above, the plane of incidence of the first single-layer film 33A and the plane of incidence of the second single-layer film 33B are perpendicular, so p-polarized light in the first single-layer film 33A becomes s-polarized light in the second single-layer film 33B, and s-polarized light in the first single-layer film 33A becomes p-polarized light in the second single-layer film 33B. The first single-layer film 33A and the second single-layer film 33B have the same refractive index and film thickness, so the extraction rate of p-polarized light in the first single-layer film 33A is equal to the extraction rate of p-polarized light in the second single-layer film 33B, and the extraction rate of s-polarized light in the first single-layer film 33A is also equal to the extraction rate of s-polarized light in the second single-layer film 33B.
本光モニタデバイスを用いた光強度測定方法について、図3~図6を参照しながら説明する。
図3に示すように、入射光のp偏光及びs偏光の強度をEP及びESとすると、入射光の偏波状態は次式で表される。
As shown in FIG. 3, when the intensities of p-polarized and s-polarized light of the incident light are E P and E S , the polarization state of the incident light is expressed by the following equation:
第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bにおけるp偏光及びs偏光の抽出率をRP及びRSとすると、第1の単層膜33Aの透過光の偏光状態は次のように表される。
光センサ5A、5Bに入射する光強度はそれぞれ式(3)及び式(4)で表される。
この時、測定対象である光強度は次式で表される。
式(6)で表されるRを定義すると、式(7)が成り立つ。
(数6)
Rp+Rs-RpRs=R (6)
(数7)
IA+IB=RI (7)
When R expressed by equation (6) is defined, equation (7) holds.
(Equation 6)
R p +R s -R p R s =R (6)
(Equation 7)
I A + I B = RI (7)
そこで、まず、f番目の光ファイバのみが光強度IRfの光を入射している状態で、J回の測定を繰り返す。この測定の間、入射光の偏波状態は、一定である必要はなく、測定ごとに変動しても構わない。この時のj回目の測定について、第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bに分岐される光強度のうちの第1の単層膜33Aに分岐される光強度比の割合をαjとすると、図4に示すように、光センサ5A、5Bに入射する光強度は次式で表される。
j回目の光センサ5A及び5Bのi番目の画素iで検出された光強度SAfij及びSBfijは式(10)及び式(11)で表される。
J回測定における光センサ5A、5Bの画素iで検出された光強度の出力値の平均値(平均画素出力)は、式(12)及び式(13)となる。
光センサ5A、5Bの平均画素出力の全画素分の合計は式(14)及び式(15)となる。
以上から、どんな偏波状態(α)でもf番目の光ファイバの光強度IRfと光センサ5A、5Bの平均画素出力の対応関係である、次式を求めることができる。
そこで、予めの測定として、演算装置は、各光ファイバ1,2,…,f,…の順に1つの光ファイバのみから光強度IRfの光が入射している状態で、光センサ5A、5Bの各画素iについて式(18)及び式(19)を算出し、この算出値を各要素に持つ行列ARfi,BRfiを予め作成しておく。
次に、光ファイバ1~f…から同時に異なる光強度の光が入射しており、各光センサ5A及び5Bがこの光強度を測定する。光ファイバ1~f…に入射している光強度をI1~If…とおき、測定中に光センサ5A、光センサ5Bへ向かう抽出光の平均強度の比を式(20)とおく。
図6に、光センサ5Aの行列ARfiとAiの対応関係の一例を示す。光の線形性から、光センサ5Aで検出された光強度の出力値Aiは、次式と表せる。
光センサ5Bについても同様に、式(23)となる。
以上より、本開示の演算装置は、測定したい光強度I1~If…は光センサ5A、5Bの画素iの出力値Ai,Biと予め作成しておいた行列ARfi,BRfiから式(24)と算出でき、測定結果として得ることができる。
以上のように、予め作成しておいた行列ARfi,BRfiは予めの測定における各光センサ5A及び5Bの各画素の出力値と決められた光強度の値のみから作成でき、どんな偏波状態(α)でも作成が可能である。また、測定においても、どんな偏波状態(β)でも行列ARfi,BRfiを用いて光強度I1~If…の測定が可能である。これは図3において、式(7)が成り立つからである。 As described above, the matrices A Rfi and B Rfi created in advance can be created only from the output values of each pixel of each optical sensor 5A and 5B in a previous measurement and the determined light intensity value, and can be created for any polarization state (α). Also, in the measurement, the light intensities I 1 to I f ... can be measured using the matrices A Rfi and B Rfi for any polarization state (β). This is because equation (7) holds in FIG. 3.
光センサ5A、5BのS/N比が十分良好で繰り返し測定が不要な場合はJ回測定の代わりに1回測定として良い。この場合は繰り返し測定によって得られた平均値
本実施形態ではRが式(6)で示すように第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bにおけるp偏光及びs偏光の抽出率を用いて定義される例を示したが、本開示のRは第1の単層膜33Aの入射面と第2の単層膜33Bの入射面との為す角θを考慮してもよい。 In this embodiment, an example has been shown in which R is defined using the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film 33A and the second single-layer film 33B as shown in equation (6), but R in this disclosure may also take into account the angle θ between the incident surface of the first single-layer film 33A and the incident surface of the second single-layer film 33B.
(第2の実施形態)
第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bの屈折率や膜厚が異なる場合や入射光の入射角度が異なる場合、それぞれでのp偏光、s偏光の抽出率が異なるときがある。この時、第1の単層膜33Aのp偏光、s偏光の抽出率をRP,RS、第2の単層膜33Bのp偏光、s偏光の抽出率をRP’,RS’とおくと、次式が成り立つ。
When the refractive index or film thickness of the first single-layer film 33A and the second single-layer film 33B are different, or when the angle of incidence of the incident light is different, the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light may differ. In this case, if the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light of the first single-layer film 33A are R P and R S , and the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light of the second single-layer film 33B are R P ' and R S ', the following equation holds:
第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bの各分岐部単体に対して予め偏波コントローラを用いてp偏光、s偏光のみを入射させ、予めRP,RS、RP’,RS’を測定しておき、その結果を元に光センサ5Bの各画素の出力値の平均値(平均画素出力)を
(Rp-Rs)/{RP’(1-Rs)-RS’(1-Rp)}
倍した値を用いることで、第1の実施形態と同様の光強度測定方法を用いることができる。
Only p-polarized light and s-polarized light are made incident on each branch portion of the first monolayer film 33A and the second monolayer film 33B using a polarization controller in advance, and R P , R S , R P ', and R S ' are measured in advance. Based on the results, the average value of the output values of each pixel of the optical sensor 5B (average pixel output) is calculated as (R P - R S )/{R P '(1-R S )-R S '(1-R P )}
By using the doubled value, it is possible to use the same light intensity measurement method as in the first embodiment.
(第3の実施形態)
さらに、本開示は、第1の単層膜33Aの入射面と第2の単層膜33Bの入射面との為す角が90度ではなく、図7に示すように、0度及び180度以外の任意のθ度であってもよい。このとき、次式が成り立つ。
Furthermore, in the present disclosure, the angle between the incident surface of the first single-layer film 33A and the incident surface of the second single-layer film 33B may be any angle θ other than 0 degrees and 180 degrees, as shown in Fig. 7 . In this case, the following equation holds:
予めRP,RS、RP’,RS’、θを測定しておき、その結果を元に光センサ5Bの各画素の出力値の平均値(平均画素出力)を
以上、実施形態例だが、これに制限されるものではない。例えば、空間光学系30は立方形状に限らず、直方体などの任意の形状でありうる。また光センサ5A及び5Bの配置についても、空間光学系30で分岐された光を受光可能な任意の位置に配置することができる。例えば、光センサ5A及び5Bは空間光学系30の内部に埋設されていてもよい。 The above are example embodiments, but the present invention is not limited to these. For example, the spatial optical system 30 is not limited to a cubic shape, and can be any shape, such as a rectangular parallelepiped. Furthermore, the optical sensors 5A and 5B can be positioned in any position where they can receive the light branched by the spatial optical system 30. For example, the optical sensors 5A and 5B may be embedded inside the spatial optical system 30.
また本開示の光モニタデバイスは、光伝送システムにおいて伝送される任意の光のモニタリングに用いることが可能である。例えば、送信装置、受信装置又は中継装置などの光伝送システムに用いられる任意の装置に本開示の光モニタデバイスを搭載し、光センサ5A及び5Bでの測定結果を装置内又は装置外での任意の部品へのフィードバック又はフィードフォワードに用いることができる。また、光伝送システムにおける伝送線路の途中に本開示の光モニタデバイスを挿入し、伝送線路における光信号の強度や伝搬損失の測定を行うことができる。 The optical monitoring device of the present disclosure can also be used to monitor any light transmitted in an optical transmission system. For example, the optical monitoring device of the present disclosure can be installed in any device used in an optical transmission system, such as a transmitter, receiver, or repeater, and the measurement results from optical sensors 5A and 5B can be used for feedback or feedforward to any component inside or outside the device. Furthermore, the optical monitoring device of the present disclosure can be inserted midway along a transmission line in an optical transmission system to measure the intensity and propagation loss of an optical signal in the transmission line.
(第2の実施形態におけるRの定義)
第1の単層膜33A及び第2の単層膜33Bにおけるp偏光及びs偏光の抽出率が異なる場合、光センサ5Bに入射する光強度は次式で表される。
RP,RS:第1の単層膜33Aのp偏光、s偏光の抽出率
RP’,RS’:第2の単層膜33Bのp偏光、s偏光の抽出率
(Definition of R in the second embodiment)
When the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film 33A and the second single-layer film 33B are different, the intensity of light incident on the optical sensor 5B is expressed by the following equation.
R P , R S : extraction rates of p-polarized light and s-polarized light of the first single-layer film 33A. R P ', R S ': extraction rates of p-polarized light and s-polarized light of the second single-layer film 33B.
入射時点での伝搬光強度Iは次式で表される。
そこで、以下で定義されるRを用いる。
これにより、入射時点での伝搬光強度Iの式(42)を用いて次式の関係が得られる。
(第3の実施形態におけるRの定義)
第1の単層膜33Aの入射面と第2の単層膜33Bの入射面との為す角θが90度ではなく、図7に示すように、任意のθ度である場合、光センサ5Bに入射する光強度は次式で表される。
When the angle θ between the incident surface of the first single-layer film 33A and the incident surface of the second single-layer film 33B is not 90 degrees but is an arbitrary angle θ degrees as shown in FIG. 7, the intensity of light incident on the optical sensor 5B is expressed by the following equation:
入射時点での伝搬光強度Iは次式で表される。
そこで、本実施形態では以下で定義されるRを用いる。
これにより、入射時点での伝搬光強度Iの式(52)を用いて次式の関係が得られる。
本開示は情報通信産業に適用することができる。 This disclosure can be applied to the information and communications industry.
5A、5B:光センサ
11:入射側光ファイバ
12:出射側光ファイバ
13:入射側フェルール
14:出射側フェルール
15:ガイドピン
21:入射側光学レンズ
22:出射側光学レンズ
31:屈折率界面
33A、33B:単層膜
34:スペーサ
41:入射光
42:大部分の出射光
43A、43B:一部の出射光
30:空間光学系
30A、30B、30C:部材
5A, 5B: Optical sensor 11: Incident side optical fiber 12: Emitting side optical fiber 13: Incident side ferrule 14: Emitting side ferrule 15: Guide pin 21: Incident side optical lens 22: Emitting side optical lens 31: Refractive index interface 33A, 33B: Single layer film 34: Spacer 41: Incident light 42: Most of the emitted light 43A, 43B: Part of the emitted light 30: Spatial optical system 30A, 30B, 30C: Members
Claims (8)
定められた入射領域に入射された前記複数の光ファイバからの入射光を異なる方向に分岐する複数の分岐部と、
前記複数の分岐部で分岐された分岐光をそれぞれ受光する複数の光センサと、
を備え、
前記複数の分岐部のうちの第1の分岐部は、前記複数の光ファイバからの入射光を特定の第1の方向と前記第1の方向とは異なる第2の方向に分岐し、
前記複数の分岐部のうちの第2の分岐部は、前記第1の方向に分岐された分岐光を、前記第1の方向及び前記第2の方向の両方に垂直な第3の方向に分岐し、
前記複数の光センサのうちの第1の光センサは、前記第2の方向に分岐された分岐光を受光し、
前記複数の光センサのうちの第2の光センサは、前記第3の方向に分岐された分岐光を受光し、
前記第1の光センサ及び前記第2の光センサは、前記複数の光ファイバの本数よりも多くの画素が2次元配列され、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに光強度を検出し、
前記第1の光センサ及び前記第2の光センサで検出された光強度の総和を、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに算出し、算出された各画素の光強度の総和を用いて、前記複数の光ファイバの少なくともいずれかの光ファイバを伝搬する光の強度を算出する、
光モニタデバイス。 An optical monitor device for detecting the intensity of light propagating through a plurality of optical fibers,
a plurality of branching units that branch the incident light from the plurality of optical fibers that has entered a predetermined incident region into different directions;
a plurality of optical sensors that receive the branched light beams branched by the plurality of branching units, respectively;
Equipped with
a first branching portion of the plurality of branching portions branches incident light from the plurality of optical fibers into a specific first direction and a second direction different from the first direction;
a second branching unit among the plurality of branching units branches the branched light branched in the first direction into a third direction perpendicular to both the first direction and the second direction;
a first optical sensor among the plurality of optical sensors receives branched light branched in the second direction;
a second optical sensor among the plurality of optical sensors receives branched light branched in the third direction;
the first optical sensor and the second optical sensor have a number of pixels two-dimensionally arranged that is greater than the number of the plurality of optical fibers, and detect light intensity for each pixel corresponding to an incident position in the incident region;
calculating a sum of the light intensities detected by the first optical sensor and the second optical sensor for each pixel corresponding to an incident position in the incident region, and using the calculated sum of the light intensities of each pixel to calculate the intensity of light propagating through at least one of the plurality of optical fibers;
Optical monitor device.
前記第1の部材と接しており、前記第1の部材の屈折率と異なる一様な屈折率を持つ第1の単層膜と、
前記第1の単層膜と接しており、前記第1の部材と同じ屈折率を持つ第2の部材と、
前記第2の部材と接しており、前記第1の部材及び前記第2の部材の屈折率と異なる一様な屈折率を持つ第2の単層膜と、
前記第2の単層膜と接しており、前記第1の部材と同じ屈折率を持つ第3の部材と、
を備える光学部品を備え、
前記第1の部材と前記第1の単層膜との第1の屈折率界面及び前記第2の部材と前記第1の単層膜との第2の屈折率界面が、前記入射光と第1の入射角度を有し、
前記第2の部材と前記第2の単層膜との第3の屈折率界面及び前記第3の部材と前記第2の単層膜との第4の屈折率界面が、前記入射光と第2の入射角度を有し、
前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜が前記複数の分岐部として機能する、
請求項1に記載の光モニタデバイス。 a first member having a uniform refractive index;
a first monolayer film in contact with the first member and having a uniform refractive index different from that of the first member;
a second member in contact with the first monolayer film and having the same refractive index as the first member;
a second single-layer film in contact with the second member and having a uniform refractive index different from the refractive indexes of the first member and the second member;
a third member in contact with the second monolayer film and having the same refractive index as the first member;
an optical component comprising:
a first refractive index interface between the first member and the first single-layer film and a second refractive index interface between the second member and the first single-layer film have a first incident angle with respect to the incident light,
a third refractive index interface between the second member and the second single-layer film and a fourth refractive index interface between the third member and the second single-layer film have a second incident angle with the incident light,
the first monolayer film and the second monolayer film function as the plurality of branch portions;
10. The optical monitor device of claim 1.
ことを特徴とする請求項2に記載の光モニタデバイス。
kBfiは前記第2の光センサに入射する光ファイバfからの光のうちのi番目の画素iに入射する光強度の割合であり、
Kは前記第1の光センサ及び前記第2の光センサのセンサ感度であり、
Rは、前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率並びに前記第1の単層膜の入射面と前記第2の単層膜の入射面との成す角を用いて定義される値である。 calculating a light intensity I Rf of an f- th optical fiber among the plurality of optical fibers using a correspondence relationship between a light intensity I Rf of an f-th optical fiber among the plurality of optical fibers and average pixel outputs of the first optical sensor and the second optical sensor, which is expressed by the following formula:
3. The optical monitor device according to claim 2.
k Bfi is the ratio of the light intensity incident on the ith pixel i to the light from the optical fiber f incident on the second optical sensor,
K is the sensor sensitivity of the first optical sensor and the second optical sensor,
R is a value defined using the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film, and the angle between the incident plane of the first single-layer film and the incident plane of the second single-layer film.
式C22に基づいて、前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力を算出することを特徴とする請求項3に記載の光モニタデバイス。
IA及びIBは前記第1の光センサ及び前記第2の光センサで検出された光強度であり、
RP及びRSは前記第1の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率であり、
RP’及びRS’は前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率である。 wherein R is defined in formula C21;
4. The optical monitor device of claim 3, wherein the average pixel output of the first optical sensor and the second optical sensor is calculated based on equation C22.
I A and I B are the light intensities detected by the first and second photosensors,
R P and R S are the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first monolayer film,
R P ' and R S ' are the extraction rates of p-polarized and s-polarized light in the second monolayer film.
前記Rが式C31で定義され、
式C32に基づいて、前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力を算出することを特徴とする請求項3に記載の光モニタデバイス。
IA及びIBは前記第1の光センサ及び前記第2の光センサで検出された光強度であり、
RP及びRSは前記第1の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率であり、
RP’及びRS’は前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率である。 an angle formed between an incident surface of the first single-layer film and an incident surface of the second single-layer film is 90 degrees;
wherein R is defined by formula C31;
4. The optical monitor device of claim 3, wherein the average pixel output of the first optical sensor and the second optical sensor is calculated based on equation C32.
I A and I B are the light intensities detected by the first and second photosensors,
R P and R S are the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first monolayer film,
R P ' and R S ' are the extraction rates of p-polarized and s-polarized light in the second monolayer film.
前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率が等しく、
前記Rが式C41で定義され、
式C42に基づいて、前記第1の光センサ及び前記第2の光センサの平均画素出力を算出することを特徴とする請求項3に記載の光モニタデバイス。
Rp+Rs-RpRs=R (C41)
IA+IB=RI (C42)
ここで、IA及びIBは前記第1の光センサ及び前記第2の光センサで検出された光強度、RP及びRSは前記第1の単層膜及び前記第2の単層膜におけるp偏光及びs偏光の抽出率を示す。 an angle formed between an incident surface of the first single-layer film and an incident surface of the second single-layer film is 90 degrees;
the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film are equal;
wherein R is defined as formula C41;
4. The optical monitor device of claim 3, wherein the average pixel output of the first optical sensor and the second optical sensor is calculated based on equation C42.
R p +R s -R p R s =R (C41)
I A + I B = RI (C42)
Here, I A and I B represent the light intensities detected by the first optical sensor and the second optical sensor, and R P and R S represent the extraction rates of p-polarized light and s-polarized light in the first single-layer film and the second single-layer film.
前記複数の光ファイバから光ファイバごとに出射したときに前記複数の光センサに備わる各画素で検出される光強度の出力値を測定することで、前記複数の光ファイバのそれぞれと前記複数の光センサに備わる各画素との対応関係を予め取得し、
前記複数の光ファイバが光を伝搬している状態で、前記複数の光センサに備わる各画素の光強度を検出し、前記対応関係に基づいて、前記複数の光ファイバの伝搬光の光強度を光ファイバごとに測定し、
前記対応関係の取得に当たって、前記複数の光センサの出力値の総和を、前記入射領域における入射位置に対応する画素ごとに算出することを特徴とする光強度測定方法。 A method for measuring optical intensity using the optical monitor device according to any one of claims 1 to 6, comprising:
measuring an output value of light intensity detected by each pixel of the plurality of optical sensors when light is emitted from each of the plurality of optical fibers, thereby obtaining in advance a correspondence relationship between each of the plurality of optical fibers and each pixel of the plurality of optical sensors;
detecting the light intensity of each pixel of the plurality of optical sensors while the plurality of optical fibers are propagating light, and measuring the light intensity of the propagating light of the plurality of optical fibers for each optical fiber based on the correspondence relationship;
A light intensity measuring method, characterized in that, in acquiring the correspondence relationship, a sum of output values of the plurality of optical sensors is calculated for each pixel corresponding to an incident position in the incident area.
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