JPS5892926A - 光フアイバの障害点探索装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光７アイパの破断などの障害点位置を容易に
検出するとともに％定の波長における損失量を測定する
光ファイバの障害点探索親電に関するものである。

Ｏ従来技術 従来の光フアイバ障害点探索装置は第１図のように構成
されていた。即ちパルス信号発生器１１が発する電気パ
ルス信号に同期して、光パルス光源１２から光パルスを
放射させ、その光パルスを方向性結合器１３を介して被
探索光ファイバ１４に入射させ、その中を進行させる。

この時、レーリー散ＩＬＫよ〕、被探索光フアイバ１４
中を進行する光パルスと波長が等しく、かつ、進行する
光パルスのパワーに比例する一方散乱光が発生し、この
散乱光は散乱され九位置から被探索光ファイバ１４０人
射端に向っ入射端し、光ファイバ１４の入射端から方向
性結合器１３を介して光検波素子１５に入射し、電気信
号Ｋｌ換される。光ファイバー４への入射光パルスが障
害位置に這すると発生する後方散乱光の強度が不連続的
に変化するため、光検波素子１５の電気信号出力を信号
解析鋏置１６によって解析するヒとにより、光ファイバ
の障吾点の位置を検知する仁とができる。

先に述べ丸ように入射された光パルスが党ファイ／（１
４を進行するＫし九がって、光７アイパ１４の各点で後
方散乱光が発生し、光パルスは光７アイパ１４を進行中
に減衰する。従って光検波素子１５に受信される後方散
乱光は、例えば第２図に示すように１後方散乱の発生点
が入射点から遠くなるに従って強度が減少する。第２図
において距離Ｌ１で発生したスパイク状の散乱光１８は
光ファイバー４の出射端又は破断点で発生し九フレネル
反射光である。光パルスを光ファイバ１４に入射し、後
方散乱によゐ反射光を受信するまでＯｆ！延１・１：） 時間、即ち光の往復時間τ（秒）から入射点と散乱点（
反射点）壜での距離Ｓ−とから、Ｓ″″　２ によって距離Ｓを求めることができる。マは光７アイパ
ー４中での光ｊｌ（ＤＩ／秒）である。後方散乱光の消
失点から光７アイパ１４の破断点、あるいは遠端を知る
ことができる。ｔえ受信される後方散乱光は光７アイパ
１４中の往復によって損失を受叶るため、後方散乱光の
強度りの傾ｔｋ　（ｄＢ／ｍ）、 　　ｄＬ ｋ″″ＴＴ丁 から損失分布を求めることができる。

０従来技術の問題点 このような従来装置で鉱、方向性結合器１！ＩＫよって
６ｄｌｌの光損失が生じる。光ファづパ伝送損失の最低
値として０．２４Ｂ／−が得られた現在この６ｄＢの光
損失はファイバ長３０−に和尚する。これ社被１／ａ索
７アイパ１４内の光の往復を考厘すると障豐点探索上、
１！Ｓ−の損失に和尚する。

以上の城内の丸め、仁の従来装置では遠方の障害点の探
索が困難となる。

また、測定する後方散乱光と入射光と轄同−液長を使用
する丸め前述した損失分布の測定は、光源の波長によっ
て決定され、他の任意の波長における損失の測定は不可
能で６つ九。

更に光パルス光源１２かも発する光パルスの一部が、被
探索７アイパ１４Ｃ）入射端面で反射され、直接光検波
素子１６に入射する丸め、光検波素子１８が飽・和する
のを防鰻する手段が必要であるという欠点がある。

０発明の概要 この発明は、これらの欠点を除去するため、＾出力率−
波長パルス光源と多層膜波長フィルタとを組合わせる仁
とによシ、不ｌ！な挿入損失を低減し、光検波素子の飽
和を防饅するとともに、任意の波長における損失分布の
測定を容易に行えるようＫしえものである。

ヒの発明の基本鉱強度の大きい光パルスを被探索光フア
イバ内に入射し、ラマン効果によシ、その入射光に比較
して波長の長いラマン散乱光を被探索ファイバに励起し
、そのラマン散乱光から生ずるレーリー後方散乱光と入
射パルス光とを、多階層波長フィルタの光分波器を用い
て分離する。

その多層膜波長フィルタｏｍｒｒ特性のことなるものを
複数用意して、各種波長における障害点や損失測定を可
能とする。

０この発明の実施例 第３図にこの発明による障害点探索装置の一つの実施例
を示す。

パルス信号発生器１１によ〕駆動される光パルス光源１
２として例えばＱスイッチを実行し九１゜０６ｓ１１１
の波長で発振する高出力Ｎｄ５ＹムＧレーザが用いられ
る。仁の光パルス光源１２からの光パルスは誘電体多層
膜波長フィルタを用いた光分波器１９に入射される。光
分波器１９は第４図に示すように例えばある波長域（λ
・）でのみ透過し、他の波長光については全反射する性
質をもっておシ、元パルス光源１２の光パルスの波長λ
４ＳＮ　ｄ：　ＹＡＧレーザを用いる場合には１．０６
ＪＩｍの波長を有する光を全反射する領域に−ｉすゐ。

誘電体多層膜波長フィルタ１９＃ｉ、石英ガラスの平面
基板上に屈折率の高い透明な誘電体（二酸化ジル；ニウ
ム、硫化亜鉛、二酸化チタン）及び屈折率の低い透明な
誘電体（ふつ化マグネシウム、ふり化セリウム）を交互
に真空蒸着してその基板上Ｋｊ１１次誘電体薄膜を形成
し、２〜３層から３０層程度の多層薄膜を作成したもの
であシ、各薄膜の膜厚、膜数を適尚に選定する仁とＫよ
り任意の波長域に透過域ま九は反射賊を設定することが
可能である。

パルス信号発生器１１から発生するパルスに同期して光
パルス光源１２かも放射された１、０６ＪＩｍの波長を
有する光パルスは光分波器１９によシ全反射され、レン
ズ２１によシ集光された後、被探索ファイバ１４に入射
する。この入射光轄被探索光ファイバ１４の中を２マン
光を励起しながら進行する。励起されたラマン光は被探
索光ファイバ１４の中をそのまま進行し、その時被探索
光７アイパ１４の入射端に向って逆行するレーリー後方
・：′・ 散乱光を発生する。　　′ぐ この後方散乱光は被探索光７アイパ１４の入射端からレ
ンズ２１を経て充分波器１９に到達する、ラマン光は入
射パルス光に比較して波長の長い光の成分（１，２〜１
．６　ｓｓ　）を含んでいる丸め、光分波器１９１２）
透過域Ｏ６ｌ長成分の光だけが通過し、その通過し九九
はレンズ２２によって集光され、例えばなだれ光増倍素
子の光検波素子１ｓによってその光強度が電気信号に変
換され、信号解析装置１１６によシ解析処理される。

０この発明の効果 仁の発明の障害点探索装置社、ヒのような構成とされて
いるため、光パルス光源１２から放射される光パルス線
光分波器１９による損失を殆んど受けずに被探索光ファ
イバ１４に入射でき、う！ン光誘起に利用することがで
きるうまた、被探索光ファイバ１４から出射する後方散
乱光のうち測定したい波長域の光拡同様にはとんと損失
を受けずに光分波器１９を透過し、光検波素子１５に入
射できる。この丸め、光分波に要する損失が入射、出射
ともはとんどなく測定光を全部利用できるため遠距離ｔ
での探索が可能と謙る。

壕九、被探索光ファイバ１４０入射端面での入射光パル
スの反射光は、入射光パルスと等しい波長を有している
ため、光分波器１９によって全反射され、光検波素子１
５に鉱入射しない。従って素子１６４０飽和を防ぐべき
特別の手段を設ける必要がない。

第５図は１．０６ｊｍの波長を有する光パルスを光ファ
イバに入射した場合、その光フアイバ内に励起されるラ
マン光の強度の波長分布の一例を示したものである。横
軸は波長、縦軸はパワーである。第５図よシ励起光夙に
対し、ラマン光Ｓ１゜８ｍ、８畠、８４．８１はそれぞ
れ１．１２，１．１８，１゜２４．１．３１．１．４４
Ｊｓにそれぞれピークを持った波長特性を示すヒとがわ
か１．１．２Ｊｓ以上は＃ｔ％ｉ連続した波長成分を含
んでいることがわかる。したがって第４図に示したよう
表ある特定の波長成分のみを透過する光分波器１９を使
用すると、第２図に対応して第６図に示すように入射点
からの距離に対する後方散乱光強ｆ特性が観測される。

９マン光が誘起されゐ九めにはある１１度以上のファイ
バ長を必要とするため、第６図中ではＬ−以上必要とす
る丸め、その範囲からの後方散乱光は弱いがそれ以遠で
は誘起されたラマン光による図に示すような傾きを持っ
た後方散乱光強度特性が１１調され、前述し九とおル、
こ０％性−一の傾きから損失分布を測定することができ
る。

したがってこの発１ｊＩＩの装置を用いれば分波器１９
０透過技長域を適ａ！＆に選定することによシ、光ファ
イバの片端から光ファイバを切断することなく任意の波
長における光ファイバの損失を測定することが可能とな
る利点を有しておル、光１１［１ｇの波長とは無関係に
実用波長域での測定、例えば１゜０６μ鶴のＹＡＧレー
ザを使用して伝送方式上必要な１．８ｊｌｓま九鉱１．
５Ｓ＾鵠帝の損失測定が可能となる。

０この発明の他の実施例 第７図はζＯ発明の他ｏ！ｊＩ施例を示し、第３図中の
光分波器１９に和尚する部分において、第４図に示し九
透過波長域ＯＪ％なる数種類の誘電体多層１ａｔＩＬ長
フイルタ２３１−１．２３−麿、・・會・・を、四−タ
リースイッチ２４の扇形面上に配置したものである。誘
電体多層膜波長フィルタ２３−１．ｇ３−１１１・の透
過特性を第８図に示すようにそれぞれの透過域λ１．λ
１・・・・λ塾が重なシ合わないように馳次長紋長とな
るように設定し、ａ−ｆｉミリ−スイッチ２を囲わして
その１つを選択的に、光パルス光源１２からのパルスを
光７アイパ１４１ｉｌに反射させ、光ファイバー４から
の光を透過させて光検波器１５に入射させるようにする
位置に配して、装置の組み替え中光７アイパＯ再セット
をすること表＜ａｈの所望の液長域で障害点探索および
損失分布測定が可能となる。フィルタ２３−１゜２ト１
．・拳・の選択は四−クリスイッチ２４による回動によ
ることなく、スライドスイッチによる直線的往復動によ
ってもよい。

第９図もこの発明の他の実施例を示し、光分波器２５の
透過特性は第１０図の―纏３１に示すように光パルス光
源１２の発振波長λｄでは全反射しそれよ）長波長域□
で通過するように設定、しである、１ ζうすることによシ後方散乱光のうち第５図に示したよ
うな励起光（Ｎｄ：ＹＡＧレーダ使用の場合１．０６Ｊ
ＩＢ）を除く全ての２！ン光が光分波器２５を通過する
。誘電体多層膜波長フィルタ２６−１．２６−３．ｅ＊
＊・・はそれぞれ第１Ｏ図の−ｇ１３ｇ−ｓ、３２−Ｈ
，＠＠＠＊＊Ｊｇ示すように少しずつ履断波長Ｏ異なる
長波長透過Ｗ（短波長個紘全反射する）の透過特性を有
する４のであシ、これら紘順次縦続的に配置される。光
分波器２５を通過し九後方散乱光はフィルタ２６−１．
２６−１．・・・・・によ〕順次各波長λ富、λ麿、・
・・に振シ分けられ、光検波器２７−１．２７−ｆｉ、
・・・にそれぞれ入射・される。

仁のような装置を用いることによル、第７図でロータリ
ースイッチ２４ｔ）＠ｂ替えによって行ってい九糊定波
長の選択を光検波器２７−１．２７−１、・・・の電気
出力側で切〕替えることができるばかシでなく多種１１
１４り波長における測定を同時に行うことが可能となる
ため、スイッチ部分の劣化等による軸ずれの防止や、測
定時間の短縮が可能となる利点がある。

第３図、第７図、第９図においては高出力パルス光源１
２としてＱスイッチを実行し九１．０６Ｊ１１１１の波
長で発振するＮｄ：ＹＡＧレーザな用いていたが、この
光源としてはその光パルスを稙探索光ファイバ１４に入
射した場合、２マン光を励起させるＯＫ十分な強度を持
つ九単−波長の光パルスを放射するものであれば良く、
その種類については特に限定するものではない。従って
例えばＱスイッチを実行した１、　３２　ｓｓａ　Ｏ波
長で発振するＮｄ　：　ＹＡＧレーずを用いることもで
きる。

を九、これまでＯ実施例０＠明で嬬誘電体多層膜波長フ
ィルタ０４１Ｉ性については、光源波長で全反射し、そ
れよ〕長波長側の特定の波長域でのみ透過する場合につ
いて述べてＩＩｉ九が、この４Ｉ性は第１１図Ａ、ＢＫ
示すように、光源液長λｄの波長域で透過し、それよ〉
も長波長側の特定の波長域で全反射する場合についても
回路形式を若干変更するだけで適用できる。第１２図Ｆ
ｉこのような誘電体多層膜波長フィルタの特性Ｏ変更に
伴う第３図の実施例に対応する回路を示しえものであシ
、このフィルタよ１１する光分波器２８は光源１２よシ
の光パルスを透過して光ファイバ１４に入射し、光ファ
イバ１４からの後方散乱光は光分波器２８で反射されて
光検波器１５に入射される。第７図ｍ＊ｅ図の実施例に
ついても同様に第１１図に示し九フィルタを用いること
ができる。

以上、種々の実施例によシ説明して１１えようにこの発
明による装置は特定の波長域のみに通過域を持つ誘電体
多層膜波長フィルタを光分波器に使用することＫよシ入
射光と後方散乱光とを高効率で分離でき、被Ｉｌ累光７
アイパ０入射端面におけ−る反射光を除く丸めの特別な
手段を必要としないとともに光分波器の挿入損失が低減
できることから遠方の障害点探索も可能となる。

また、銹電体多層膜波長フィルタの通過域を適轟に選定
することにより’ｉｔ、ｔｓｏ波長とは無関係に所望の
波長、例えば方式上の実用波長でＯ損失分布が光７アイ
パを切断することなく、また片端から測定することが可
能とな〕、光フアイバケーブルの建設、保守上伝送路の
監視が容易に行える利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光７アイパ障害点探索装置の構成を示す
ブロック図、第２図は後方散乱点の位置と受信され丸後
方散乱光のレベルとの関係を示す図、第３図はこの発明
による障害点探索装置の実施例を示すブロック図、第６
図輪第３図の実施例に使用する誘電体多層膜波長フィル
タの透過特性を示す図、第５図は１．０６ＪＩｓＯｍ長
を有するパルス光を光ファイバに入射し九場合に励起さ
れるラマン散乱光の強度の波長特性を示す図、第６図輪
第３図の実施例において観測される後方散乱光のレベル
上後方散乱点の位置との関係を示す図、第７図及び第９
図はそれぞれヒＯ発明の他の実施例を示すブロック図、
第８図及び第１０図はそれぞれ第７図及び第９図の実施
例に使用する鱒電体多層展波長フィルタの透過特性を示
す図、第１１図Ｆｉ誘電体多層展波長フィルタ０＠４り
透過特性を示す図、第１２図社第１１図Ｏ誘電体多層展
波長フィルタを使用し九場★ｌＯ障害点探索装置ＯＩＩ
施例な示すブロック図である。 １１：パルス信号発生器、１２：光パルス光源、１３：
方向性結合器、１４：被探索光ファイバ、１５：光検波
素子、１６：信号解析装置、１７：光ファイバの破断点
、１８：光ファイバ端で発生したフレネル反射光、１９
：光分波器、２１．２２：レンズ、２３−１．２３−麿
、・・・・：酵電体多層展波長フィルタ、２４：ロータ
リースイッチ、２５：光分波器、２６−１，２６１・・
・・：鋳電体多層膜波長フィルタ、２７−１゜２７−１
．・・・・：光検波装置、２８：光分波器。 特軒出願人　　日本電信電話公社 代理人　単針　車 １３ 第１図 ７２図 オ　３　図 升４図 入ｄ　　　Ａｏ　　　ｉｌｊ、。 、？　５　図 ５１＆　　（ＪＪｍ） 入射杏、力゛≦の距離 オ　７　図 オ９　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高出力単一波長光パルスを発生する光パルス光源
   と、その光パルス光源からの光パルスを被探索光ファイ
   バに入射する手段と、その被探索光ファイバに入射され
   た光パルスによ）励起された誘導ラマン散乱光を透過ま
   た線全反射し、かつ前記光パルス光源からの入射パルス
   光を全反射また祉透過する鋳電体多層膜波長フィルタを
   用いた光分波器と、その光分波器によｐ分波され九前記
   被探索光ファイバよシの後方散乱光を電気信号に変換す
   る光検波素子と、その光検波素子の出力が供給されるこ
   とによシ前記被探索光ファイバの障害点又轄及び損失を
   検出する信号解析器とを具備し、前記光分波器は前記光
   パルス光源の出力光パルスの波長よシも＊波長側の特定
   波長を中心とする狭帯域波長成分光のみを透過又は反射
   する透過波長域または全反射波長域のＪ４する複数個の
   誘電体多層膜波長フィルタを切替えてその一つを選択的
   に前記光パルス光源と前記被探索光ファイバと前記光検
   波素子との王者の間の光通路に配置可能にされている光
   ファイバの障害点探索装置。
2. （２）高出力単一波長光パルスを発生する光パルス光源
   と、その光パルス光源からの元パルスを被探索光ファイ
   バに入射する手段と、その被探索光ファイバに入射され
   た光パルスによ〕励起され九−導ラマン散乱光を透過ま
   たは全反射し、かつ前記光パルス光源からの入射パルス
   光を全反射ま九は透過する訪電体多層膜波長フィルタを
   用いた光分波器と、その光分波器によシ分波され九前記
   被探索光ファイバよシの後方散乱光を電気信号に変換す
   る光検波素子と、その光検波素子の出方が供給されるこ
   とによシ前記被探索光７アイパの障蕾点又は及び損失を
   検出する信号解析器を具備し、前記光分光器は遮断波長
   の一方側の光を透過または反射し、他方側の光を反射又
   は透過する誘電体多層膜波長フィルタの複数個が七Ｏ總
   断波長の順に順次縦続的に配置され、前記被＊＊光ファ
   イバからの後方散乱光波長域ととに分離検出されるよう
   に構成され九九ファイバ障害点探索装置。