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JP2001183552A - Method and apparatus for detecting light in optical fiber - Google Patents

Method and apparatus for detecting light in optical fiber

Info

Publication number
JP2001183552A
JP2001183552A JP36483399A JP36483399A JP2001183552A JP 2001183552 A JP2001183552 A JP 2001183552A JP 36483399 A JP36483399 A JP 36483399A JP 36483399 A JP36483399 A JP 36483399A JP 2001183552 A JP2001183552 A JP 2001183552A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical fiber
concave portion
clad
guide plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP36483399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Nakada
敦 中田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP36483399A priority Critical patent/JP2001183552A/en
Publication of JP2001183552A publication Critical patent/JP2001183552A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強制的に光ファイバを屈曲させることなく、
小型化が容易な光ファイバにおける光検出方法ならびに
その装置を提供する。 【解決手段】 クラッド12の任意個所を削除すること
により形成される凹部13を介して漏出光を検出する。
コア、クラッド部境界では10〜20%の光バワーが存
在し、この境界面からクラット部方向への光パワー分布
は減衰関数で表現されるため、クラッドの任意個所を例
えば数十μm削除することにより形成される凹部13を
介して光検出が可能となる。光ファイバ1から得られる
漏出光は反射膜211付きの導光板21に入射され、集
光レンズ22でその光を収束させた後、O/E変換器2
3で電流もしくは電圧変換を行うことにより光検出装置
が構成される。
(57) [Summary] [Problem] Without forcibly bending an optical fiber,
Provided are a method and a device for detecting light in an optical fiber that can be easily miniaturized. SOLUTION: Leakage light is detected through a concave portion 13 formed by deleting an arbitrary portion of a clad 12.
At the boundary between the core and the cladding, 10-20% of the optical power is present, and the optical power distribution from this boundary to the clat is expressed by an attenuation function. The light can be detected through the concave portion 13 formed by the above. The leaked light obtained from the optical fiber 1 is incident on the light guide plate 21 provided with the reflection film 211, and after the light is converged by the condenser lens 22, the O / E converter 2
The photodetector is configured by performing current or voltage conversion in 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバにおけ
る光検出方法ならびにその装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a method and an apparatus for detecting light in an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバは通常丸型の鉛筆状の構造を
持つ。鉛筆の芯に相当する部分は「コア」と呼ばれ、芯
を取り巻く軸木に相当する部分は「クラッド」と呼ばれ
る。通信用光ファイバは、コア、クラッド共に石英を主
成分としており、Ge2等の適当な不純物を添加するこ
とにより、コア部の屈折率がクラッド部の屈折率よりも
高くなっている。
2. Description of the Related Art An optical fiber usually has a round pencil-like structure. The part corresponding to the lead of the pencil is called a "core", and the part corresponding to the spindle surrounding the lead is called a "cladding". Optical fiber communications, the core has a main component quartz cladding both, by adding an appropriate impurity, such as G e O 2, the refractive index of the core portion is higher than the refractive index of the cladding portion.

【0003】従来から光ファイバに曲げを与え、光ファ
イバを伝播する光信号の一部を外部に漏洩させ、この漏
洩した光信号を検出することが行われている。具体的
に、従来の光検出装置は、図6に示すように、凹凸部を
有するブロック61に光ファイバ62を挟み込み、屈曲
した部分から漏出光を得ることにより検出していた。こ
のブロック61は光ファィバに固定の曲率を与えること
ができ、この光ファィバの屈曲によりコア内の光信号を
クラッド部へ取り出し、光ファイバ外へ漏出させること
ができる。尚、図中、63は集光レンズ、64はO/E
変換器から成るセンサである。このことは、例えば、特
開昭60−244907号に詳細に開示されている。
[0003] Conventionally, bending has been applied to an optical fiber to leak a part of an optical signal propagating through the optical fiber to the outside, and the leaked optical signal has been detected. Specifically, as shown in FIG. 6, the conventional light detection device detects an optical fiber 62 by sandwiching an optical fiber 62 in a block 61 having an uneven portion and obtaining leakage light from a bent portion. This block 61 can give a fixed curvature to the optical fiber, and the optical signal in the core can be taken out to the cladding part by the bending of the optical fiber and leaked out of the optical fiber. In the figure, 63 is a condenser lens, 64 is O / E
It is a sensor consisting of a converter. This is disclosed in detail in, for example, JP-A-60-244907.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従
来、光ファイバにおける光検出は、光ファイバの途中に
曲げを与え、その曲げ部分を介して漏出光を検出してい
たため、光ファイバの特性上、その曲率半径を小さくす
ればファイバ破断の恐れがあり、従って必然的に曲率は
大きくなり、ブロックが大型化するといった問題があっ
た。また、光ファイバを強制的に屈曲させ、信号光を漏
出させるために、検出時に、偏波依存性、波形分散によ
る損失、BER(Bit Error Rate)低下の問題もあっ
た。
As described above, conventionally, in the optical detection in an optical fiber, a bend is given in the middle of the optical fiber, and leaked light is detected through the bent portion. In addition, if the radius of curvature is reduced, there is a risk of fiber breakage, so that the curvature is inevitably increased, and the block becomes large. Further, in order to forcibly bend the optical fiber and leak the signal light, there have been problems of polarization dependency, loss due to waveform dispersion, and reduction of BER (Bit Error Rate) during detection.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、クラッド部の任意個所を削除することでその削除
した部分と空気層の間に屈折率差を設け、対応するコア
部近傍のクラッド部を伝播する光を漏出光として得るこ
とにより、強制的に光ファイバを屈曲させることなく、
小型化が容易な光ファイバにおける光検出方法ならびに
その装置を提供すること目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by removing an arbitrary portion of a clad portion, a refractive index difference is provided between the removed portion and an air layer, and a clad portion near a corresponding core portion is provided. By obtaining light propagating through the part as leak light, without forcibly bending the optical fiber,
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for detecting light in an optical fiber that can be easily miniaturized.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために請求項1に記載の光ファイバにおける光検出方法
は、光ファイバにおけるクラッドの任意個所に凹部を設
け、この凹部と空気層による屈折率に差を設けることに
より、コア近傍のクラッドを伝播する光に関し前記凹部
を介して漏出光として検出することとした。このことに
より、クラッドの数十μmを凹部として形成することで
屈折率差を設け、コア近傍のクラッド部を伝播する光を
漏出光として得る。コア、クラッド部境界では10〜2
0%の光バワーが存在し、この境界面からクラット部方
向への光パワー分布は減衰関数で表現されるため、凹部
を介して光検出が可能となる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting light in an optical fiber, comprising the steps of: providing a concave portion at an arbitrary portion of a cladding of an optical fiber; By providing a difference in the rate, light propagating in the clad near the core is detected as leaked light through the concave portion. Thereby, a refractive index difference is provided by forming tens of μm of the clad as a concave portion, and light propagating through the clad near the core is obtained as leaked light. 10-2 at core / cladding boundary
Since there is 0% optical power and the optical power distribution from this boundary surface to the clat portion is expressed by an attenuation function, light can be detected through the concave portion.

【0007】また、請求項2に記載の光ファイバにおけ
る光検出方法は、請求項1に記載の同方法において、前
記凹部は、前記コアに対応して位置するクラッドを削除
することにより形成されることとした。クラッド部分の
数十μmを削除することで光検出が可能となり、信号が
検出されるコア内部からの検出でないため、偏波依存
性、波形分散、BERへの影響はない。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for detecting light in an optical fiber, wherein the concave portion is formed by removing a clad positioned corresponding to the core. I decided that. Light detection becomes possible by removing several tens of μm from the cladding part, and since the signal is not detected from inside the core where the signal is detected, there is no influence on polarization dependency, waveform dispersion, and BER.

【0008】更に、請求項3に記載の光ファイバにおけ
る光検出方法は、請求項1に記載の同方法において、前
記凹部からの漏出光を反射膜で覆われた導光板に導くこ
ととした。このことにより、光ファイバから得た漏出光
を反射膜で覆われた導光板へ入射することで、出射方向
がばらばらの漏出光を効率的に光検出系に入射させるこ
とができる。
Further, in the method for detecting light in an optical fiber according to claim 3, in the method according to claim 1, light leaked from the concave portion is guided to a light guide plate covered with a reflective film. Thus, the leaked light obtained from the optical fiber is incident on the light guide plate covered with the reflective film, so that the leaked light having different emission directions can be efficiently incident on the light detection system.

【0009】請求項4に記載の光ファイバにおける光検
出方法は、請求項1に記載の同方法において、前記漏出
光の出射面により、前記クラッドを伝播する光の光路を
前記導光板に向けて屈折させるようにした。また、請求
項5に記載の光ファイバにおける光検出方法は、請求項
1に記載の同方法において、前記凹部からの出射光を、
前記コアを伝播する光とほぼ平行に位置する面に角度を
持たせた面により、前記導光板に向けて反射させるよう
にした。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting light in an optical fiber according to the first aspect, wherein the light exiting surface of the leaked light directs an optical path of light propagating through the clad toward the light guide plate. It was refracted. Further, the method for detecting light in an optical fiber according to claim 5 is the method according to claim 1, wherein the light emitted from the concave portion is:
The light is reflected toward the light guide plate by a surface having an angle with respect to a surface positioned substantially parallel to the light propagating through the core.

【0010】前記凹部は、例えば図3に示すように、コ
アを伝播する光とほぼ平行に位置する面Bと、この面B
に対して垂直方向に平行して位置する面Aと面Cから成
り、前記漏出光が凹部近傍に設置される導光板に屈折す
るように面Aに角度を持たせている。また、前記凹部
は、コアを伝播する光とほぼ平行に位置する面Bと、こ
の面Bに対して垂直方向に平行して位置する面Aと面C
から成り、前記漏出光が凹部近傍に設置される導光板に
反射するように面Cに角度を持たせている。このことに
より、クラッドに漏れ出た光は、面A、面C間で繰り返
し反射され、導光板に届く前にクラッドに吸収されるこ
とがないように、導光板の方向に屈折するように面Aに
角度αを持たすか、導光板の方向に反射するように面C
に角度βを持たせることにより、光検出系に効率的に光
を集めることができる。
[0010] For example, as shown in FIG. 3, the concave portion has a surface B located substantially parallel to the light propagating through the core,
The surface A and the surface C are positioned parallel to the vertical direction, and the surface A has an angle so that the leaked light is refracted by the light guide plate provided near the concave portion. Further, the concave portion has a surface B positioned substantially parallel to the light propagating through the core, and a surface A and a surface C positioned parallel to the surface B in a direction perpendicular thereto.
And the surface C has an angle so that the leaked light is reflected by the light guide plate provided near the concave portion. Thus, the light leaked to the clad is repeatedly reflected between the surfaces A and C, and is refracted in the direction of the light guide plate so as not to be absorbed by the clad before reaching the light guide plate. A may have an angle α, or the surface C may be reflected in the direction of the light guide plate.
Has an angle β, the light can be efficiently collected by the photodetection system.

【0011】上記した課題を解決するために請求項6に
記載の光ファイバにおける光検出装置は、コアを取り巻
くクラッドの任意個所に凹部が設けられた光ファイバ
と、集光レンズと、該集光レンズを介して前記漏出光を
収束させた後、電気信号に変換する光・電気変換器とを
有することとした。上記構成により、クラッド部の数十
μmが削除された光ファイバから得られる漏出光は導光
板に入射され、集光レンズでその光を収束させた後O/
E変換器で電流もしくは電圧変換を行う。このことによ
り、従来強制的に光ファイバを屈曲させるために必要で
あったブロックを要することなく光検出装置の小型化が
可能となる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a photodetector for an optical fiber, comprising: an optical fiber having a concave portion provided at an arbitrary position of a cladding surrounding a core; a condenser lens; An optical-to-electrical converter for converting the leaked light into an electric signal after converging the leaked light through a lens is provided. With the above configuration, leaked light obtained from an optical fiber in which several tens of μm of the clad portion has been deleted is incident on the light guide plate, and after converging the light with a condenser lens, the O / O
Current or voltage conversion is performed by the E converter. As a result, it is possible to reduce the size of the photodetector without the need for a block that is conventionally required to forcibly bend the optical fiber.

【0012】また、請求項7に記載の光ファイバにおけ
る光検出装置は、請求項6に記載の同装置において、前
記クラッドの凹部近傍に設けられ、該凹部と空気層によ
る屈折率差に基づき前記コアから前記クラッドの凹部を
介して得られる漏出光を前記集光レンズに集めるために
反射膜で覆われた導光板を有することとした。このこと
により、光ファイバから得た漏出光を反射膜で覆われた
導光板へ入射することにより、出射方向がばらばらの漏
出光を効率的に光検出系に入射させることができる。
The optical fiber light detecting device according to claim 7 is provided in the same device as in claim 6, provided near the concave portion of the clad, and based on a difference in refractive index between the concave portion and the air layer. A light guide plate covered with a reflective film is provided to collect light leaked from the core through the concave portion of the clad to the condenser lens. This allows the leaked light obtained from the optical fiber to be incident on the light guide plate covered with the reflective film, so that the leaked light having different emission directions can be efficiently incident on the light detection system.

【0013】更に、請求項8に記載の光ファイバにおけ
る光検出装置は、請求項6に記載の同装置において、前
記クラッドの凹部と、導光板、集光レンズ、光電気変換
器から成る光検出系の位置関係が変化しないように、前
記光ファイバを固定する基板を更に有することとした。
このことにより、上記した位置関係が固定されると共
に、光ファイバの凹部の機械的強度を補うことができ、
更に、基板に反射膜を設置することで基板側の光パワー
を受光できる派生的効果も得られる。
Further, an optical fiber light detecting device according to claim 8 is the light detecting device according to claim 6, wherein the light detecting device comprises a concave portion of the clad, a light guide plate, a condenser lens, and a photoelectric converter. A substrate for fixing the optical fiber is further provided so that the positional relationship of the system does not change.
Thereby, the above-mentioned positional relationship is fixed, and the mechanical strength of the concave portion of the optical fiber can be compensated,
Further, by providing a reflective film on the substrate, a derivative effect of receiving light power on the substrate side can be obtained.

【0014】請求項9に記載の光ファイバにおける光検
出装置は、請求項8に記載の同装置において、前記クラ
ッドに凹部が形成された光ファイバと光検出系に角度を
持たせ固定することとした。このことにより、クラッド
に漏れ出た光は、クラッド凹部の面A、面C間で繰り返
し反射され、導光板に届く前にクラッドに吸収されるこ
とがなくなるため、効率的に導光板に漏出光を集めるこ
とができる。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an optical fiber light detecting device according to the eighth aspect, wherein the optical fiber having the concave portion formed in the cladding and the light detecting system are fixed at an angle. did. As a result, the light leaked to the cladding is repeatedly reflected between the surfaces A and C of the concave portion of the cladding, and is not absorbed by the cladding before reaching the light guide plate. Can be collected.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明が採用される光フ
ァイバケーブル1の構造を示す図である。図に示すよう
に、クラッド部12の任意個所に凹部13を設けること
により、ここでは、数十μmを削除することにより、そ
の部分と空気層との間に屈折率差を設け、コア部11近
傍のクラッド(凹部13)を伝播する光を漏出光として
検出できるようにした。
FIG. 1 is a view showing a structure of an optical fiber cable 1 to which the present invention is applied. As shown in the figure, a concave portion 13 is provided at an arbitrary portion of the clad portion 12, and here, by removing several tens of μm, a refractive index difference is provided between the portion and the air layer, and the core portion 11 is formed. Light propagating in the nearby clad (recess 13) can be detected as leaked light.

【0016】図2にファイバ内光信号分布をグラフ表示
してある。縦軸に光パワー(百分率表示)、横軸にXY
軸(図1に示す光ファイバケーブル1の半径)を示す。
図からわかるように、コア・クラッド境界面(図中、丸
枠内)では、約10〜20%の光パワーが存在する。こ
の境界面からクラッド部方向への光パワー分布は、減衰
関数で表現される。従って、クラツド部分の数十μmを
削除することによって光検出が可能になる。ここでは信
号が伝送されるコア部からの検出ではないため、偏波依
存性、波形分散、BERへの影響はない。
FIG. 2 is a graph showing the optical signal distribution in the fiber. Optical power (in percentage) on the vertical axis, XY on the horizontal axis
The axis (the radius of the optical fiber cable 1 shown in FIG. 1) is shown.
As can be seen from the figure, about 10 to 20% of optical power is present at the core-cladding interface (in the circle in the figure). The optical power distribution from the boundary surface toward the cladding is expressed by an attenuation function. Therefore, light can be detected by eliminating several tens of μm in the clad portion. Here, since the detection is not performed from the core portion where the signal is transmitted, there is no influence on the polarization dependency, the waveform dispersion, and the BER.

【0017】光は、光ファイバケーブル1内を反射しな
がら進み、この反射は、コア11とクラッド12の屈折
率差による境界面で発生する。従って、境界面において
も光パワーが存在する。実際の境界面では、必ずしもす
べてが反射するわけではなく、境界面を透過し、クラッ
ド部12へ漏れる光パワーも存在する。これは、境界面
での反射角度に依存し、光ファイバを屈曲させることに
より光が漏れることによっても理解できる。
Light travels while being reflected in the optical fiber cable 1, and this reflection occurs at the boundary surface due to the difference in the refractive index between the core 11 and the clad 12. Therefore, optical power also exists at the interface. On the actual interface, not all of the light is reflected, and there is also optical power that passes through the interface and leaks to the clad portion 12. This depends on the reflection angle at the interface, and can be understood from the fact that light is leaked by bending the optical fiber.

【0018】[0018]

【数1】 (数1)は、光が導波路中を伝播する場合の光パワーの
分布を求める式である。一般的な石英系光ファイバのコ
ア・クラッドの屈折率を入力すればパワー分布を得るこ
とができる。上記した10〜20%は本式より算出し、
規格化して得られた値である。尚、E0は光パワー、n
cはクラッド屈折率、nfはコア屈折率、k0は2π/
λ、Nは透過屈折率であり、N=nf・sinθで示さ
れる。また、Eは光ファイバ内を通る光強度(W)であ
る。
(Equation 1) (Equation 1) is an equation for calculating the distribution of light power when light propagates through the waveguide. A power distribution can be obtained by inputting the refractive index of the core / cladding of a general silica-based optical fiber. The above-mentioned 10 to 20% is calculated by this formula,
This is a value obtained by normalization. E 0 is the optical power, n
c is the cladding refractive index, nf is the core refractive index, and k0 is 2π /
λ and N are transmission refractive indices and are represented by N = nf · sin θ. E is the light intensity (W) passing through the optical fiber.

【0019】図3は、凹部が設けられるクラッドの変形
を例示したものである。(a)は光ファイバケーブル1
の斜視図を、(b)(c)(d)は凹部の断面構造を示
す。図中、凹部13は、コア11を伝播する光(図中矢
印方向)とほぼ平行に位置する面Bと、この面Bに対し
て垂直方向に平行して位置する面Aと面Cから成るもの
として以下に説明する。
FIG. 3 exemplifies a deformation of a clad provided with a concave portion. (A) is an optical fiber cable 1
(B), (c) and (d) show the sectional structure of the concave portion. In the figure, the concave portion 13 is composed of a surface B located substantially parallel to the light propagating through the core 11 (in the direction of the arrow in the figure), and surfaces A and C located parallel to the surface B in a direction perpendicular thereto. This will be described below.

【0020】光ファイバケーブル1に設けられるコア1
1とクラッド12間の屈折率差は0.3%前後であるた
め、臨界角は2/πと変わらない。コア11内を伝播す
る光は、コア11とクラッド12の臨界角を越えた角度
で入射した後全反射する。このため、コア11からクラ
ッド12への漏出光は、光ファイバ1の変形等の理由に
より臨界角に満たない角度で境界面へ入射する。更に、
クラッド12への漏出光は、その境界面でコア11方向
へ屈折するため、クラッド12を伝播する光の進行方向
は、コア11を伝播する光とほぼ平行成分を持つものと
考えられる。従って、面Aから検出される光が最も多
く、面Bから検出される光は少量であり、面Cから検出
される光はほとんどない。
Core 1 provided on optical fiber cable 1
Since the refractive index difference between 1 and the cladding 12 is around 0.3%, the critical angle is not changed to 2 / π. Light propagating in the core 11 is totally reflected after entering at an angle exceeding the critical angle between the core 11 and the clad 12. For this reason, light leaked from the core 11 to the clad 12 enters the boundary at an angle smaller than the critical angle due to deformation of the optical fiber 1 or the like. Furthermore,
Since the light leaking to the clad 12 is refracted toward the core 11 at the boundary surface, it is considered that the traveling direction of the light propagating through the clad 12 has a component substantially parallel to the light propagating through the core 11. Therefore, the light detected from the surface A is the largest, the light detected from the surface B is small, and the light detected from the surface C is scarce.

【0021】面Aと面Cを平行に設け、両面共に滑らか
にした場合、(b)に示されるように、クラッド12に
漏れ出た光は、面A、C間で繰り返し反射され、後述す
るように凹部近傍に位置する導光板に届く前にすべてク
ラッド12に吸収されてしまう。そこで、後述するよう
に光検出装置では、面Aで漏れ出た光を乱反射させ導光
板に届くようにしてある。従って、(c)に示すよう
に、クラッド12へ漏れ出た光が導光板の位置する方向
に屈折するように面Aに角度αを持たせることや、
(d)に示すように、クラッド12へ漏れ出た光が導光
板が位置する方向へ反射するように面Bに角度βを持た
せる変形例が考えられる。
When the surfaces A and C are provided in parallel and both surfaces are smoothed, the light leaked to the clad 12 is repeatedly reflected between the surfaces A and C as shown in FIG. As described above, all the light is absorbed by the cladding 12 before reaching the light guide plate located near the concave portion. Therefore, as described later, in the light detection device, light leaked from the surface A is irregularly reflected and reaches the light guide plate. Therefore, as shown in (c), the surface A has an angle α so that the light leaked to the clad 12 is refracted in the direction in which the light guide plate is located,
As shown in (d), a modification is conceivable in which the surface B has an angle β so that the light leaked to the clad 12 is reflected in the direction in which the light guide plate is located.

【0022】尚、後述するように、光を光センサ等光検
出系に効率的に集めるために、光ファイバあるいは光検
出系自体に角度を持たせても同様の効果が得られる。
As will be described later, the same effect can be obtained even if the optical fiber or the light detection system itself has an angle in order to efficiently collect light to a light detection system such as a light sensor.

【0023】図4は、本発明の光検出装置の実施形態を
示す図である。光検出装置2は、反射膜付導光板21、
集光レンズ22、O/E変換器23、発光素子(LE
D:Light Emitting Diodeならびに駆動回路)24、
及び基板25で構成される。図中、破線は漏出光の経路
を示す。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the photodetector of the present invention. The light detection device 2 includes a light guide plate 21 with a reflective film,
Condenser lens 22, O / E converter 23, light emitting element (LE
D: Light Emitting Diode and drive circuit) 24,
And a substrate 25. In the figure, broken lines indicate the paths of leaked light.

【0024】図において、クラッド12の数十μmを削
除した光ファイバケーブル1から得た漏出光を両端が反
射膜211で覆われた導光板21へ入射させる。ここで
導光板21が反射膜211で覆われる理由は、クラッド
12を削除した部分(凹部13)から光が漏れ出てくる
が、その出射方向がばらばらであり、その漏出光を効率
的に集光レンズ22に集め、かつ、O/E変換器23に
入射させるための配慮である。
In the figure, the leaked light obtained from the optical fiber cable 1 from which several tens of μm of the cladding 12 has been removed is made incident on the light guide plate 21 whose both ends are covered with the reflection film 211. Here, the reason why the light guide plate 21 is covered with the reflection film 211 is that light leaks out from the portion (the concave portion 13) where the clad 12 is removed, but the light is emitted in different directions, and the leaked light is efficiently collected. This is a consideration for collecting the light on the optical lens 22 and making the light enter the O / E converter 23.

【0025】導光板21に入射された漏出光は、集光レ
ンズ22で収束され、例えば、PD(Photediode)ある
いは太陽電池で構成される光電気(O/E)変換器23
を介して光信号が電流、電圧変換され、これら光検出系
による光検出が行われる。尚、光ファイバケーブル1の
下部に基板25が設けられている。基板25は、光ファ
イバのクラッド凹部13と、導光板21、集光レンズ2
2、O/E変換器23から成る光検出系との位置関係が
変化しないように、基板25上に光ファイバケーブル1
を固定する目的で設置される。また、上記したクラッド
凹部13は、機械的な強度がないため基板25で補強で
きる。更に、基板25にも反射膜を設置した場合に基板
25側の光パワーも受光できる。
The leaked light incident on the light guide plate 21 is converged by the condenser lens 22 and is, for example, a photoelectric (O / E) converter 23 composed of a PD (Photediode) or a solar cell.
The optical signal is converted into a current and a voltage via the optical signal, and light detection is performed by these light detection systems. Note that a substrate 25 is provided below the optical fiber cable 1. The substrate 25 includes a clad recess 13 of an optical fiber, a light guide plate 21, and a condenser lens 2.
2. An optical fiber cable 1 is mounted on the substrate 25 so that the positional relationship with the light detection system including the O / E converter 23 does not change.
It is installed for the purpose of fixing. Further, the above-described clad recess 13 has no mechanical strength and can be reinforced by the substrate 25. Further, when a reflection film is provided on the substrate 25, the optical power on the substrate 25 side can also be received.

【0026】上述した本発明実施形態では、クラッド1
2の任意個所に凹部13を設け、例えば削除することで
その削除した部分と空気層の間に屈折率差が生じ、対応
するコア部11近傍のクラッド部12を伝播する光を漏
出光として得ることを示したが、凹部として、削除にま
で至らない、例えばクラッド部分の肉厚を薄くする等に
よってもほぼ同様の効果が得られる。本発明はこのこと
により、強制的に光ファイバを屈曲させることなく、小
型化が容易な光ファイバにおける光検出方法ならびにそ
の装置を提供するものである。
In the embodiment of the present invention described above, the cladding 1
2, a concave portion 13 is provided at an arbitrary position, and a difference in refractive index occurs between the deleted portion and the air layer, for example, when the portion is deleted. Light that propagates in the clad portion 12 near the corresponding core portion 11 is obtained as leakage light. As described above, substantially the same effect can be obtained even when the concave portion is not deleted even when the concave portion is formed, for example, by reducing the thickness of the clad portion. Accordingly, the present invention provides a method and an apparatus for detecting light in an optical fiber that can be easily miniaturized without forcibly bending the optical fiber.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明のように請求項1に記載の発明
によれば、クラッドの数十μmを凹部として形成するこ
とで屈折率差を設け、コア近傍のクラッド部を伝播する
光を漏出光として得ることができる。また、請求項2に
記載の発明によれば、クラッドの任意個所を削除するこ
とにより形成される凹部を介して漏出光の検出が可能と
なる。コア、クラッド部境界では10〜20%の光バワ
ーが存在し、この境界面からクラット部方向への光パワ
ー分布は減衰関数で表現されるため、クラッドの任意個
所を例えば数十μm削除することにより形成される凹部
を介して光検出が可能となり、この場合、信号が検出さ
れるコア部内部からの検出でないため、偏波依存性、波
形分散、BERへの影響はない。
As described above, according to the first aspect of the present invention, a refractive index difference is provided by forming a few tens of μm of the clad as a concave portion, and light propagating in the clad near the core leaks. Can be obtained as light. According to the second aspect of the present invention, it is possible to detect leaked light through a concave portion formed by removing an arbitrary portion of the clad. At the boundary between the core and the cladding, 10-20% of the optical power is present, and the optical power distribution from this boundary to the clat is expressed by an attenuation function. In this case, light detection is possible through the concave portion formed by the above. In this case, since the signal is not detected from inside the core portion where the signal is detected, there is no influence on polarization dependency, waveform dispersion, and BER.

【0028】また、請求項3に記載の発明によれば、光
ファイバから得た漏出光を反射膜で覆われた導光板へ入
射することで、出射方向がばらばらの漏出光を効率的に
光検出系に入射させることができる。更に請求項4また
は5に記載の発明によれば、クラッドに漏れ出た光は、
面A、面C間で繰り返し反射され、導光板に届く前にク
ラッドに吸収されることがないように、導光板の方向に
屈折するように面Aに角度を持たすか、あるいは導光板
の方向に反射するように面Cに角度を持たせるため、光
検出系に効率的に光を集めることができる。
According to the third aspect of the present invention, the leaked light obtained from the optical fiber is incident on the light guide plate covered with the reflection film, so that the leaked light having a different emission direction can be efficiently converted into light. It can be incident on the detection system. Further, according to the invention described in claim 4 or 5, light leaked to the clad is
The surface A is angled so that it is refracted in the direction of the light guide plate or the direction of the light guide plate so that the light is repeatedly reflected between the surfaces A and C and is not absorbed by the cladding before reaching the light guide plate. Since the surface C has an angle so as to reflect the light, the light can be efficiently collected by the light detection system.

【0029】請求項6に記載の発明によれば、クラッド
部の数十μmを削除(凹部)した光ファイバから得た漏
出光は導光板に入射され、集光レンズでその光を収束さ
せた後、O/E変換器で電流もしくは電圧変換を行うこ
とにより光検出装置が構成されるため、従来、強制的に
光ファイバを屈曲させるために必要であったブロックを
要することなく従って、光検出装置の小型化が可能とな
る。
According to the sixth aspect of the present invention, the leaked light obtained from the optical fiber in which several tens of μm of the cladding is removed (recessed) enters the light guide plate and is converged by the condenser lens. After that, since the photodetector is configured by performing current or voltage conversion by the O / E converter, the photodetection device does not require a block which was conventionally required to forcibly bend the optical fiber. The size of the device can be reduced.

【0030】また、請求項7に記載の発明によれば、光
ファイバから得た漏出光を反射膜で覆われた導光板へ入
射することにより、出射方向がばらばらの漏出光を効率
的に光検出系に入射させることができる。更に、請求項
8に記載の発明によれば、位置関係が固定されると共
に、光ファイバの凹部の機械的強度を補うことができ、
更に、基板に反射膜を設置することで基板側の光パワー
を受光できる派生的効果も得られる。また、請求項9に
記載の発明によれば、クラッドに漏れ出た光は、クラッ
ド凹部の面A、面C間で繰り返し反射され、導光板に届
く前にクラッドに吸収されることがなくなるため、効率
的に導光板に漏出光を集めることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, the leaked light obtained from the optical fiber is made incident on the light guide plate covered with the reflection film, so that the leaked light having different emission directions can be efficiently converted into light. It can be incident on the detection system. Further, according to the invention of claim 8, the positional relationship is fixed, and the mechanical strength of the concave portion of the optical fiber can be compensated,
Further, by providing a reflective film on the substrate, a derivative effect of receiving light power on the substrate side can be obtained. According to the ninth aspect of the present invention, the light leaked to the clad is repeatedly reflected between the surfaces A and C of the concave portion of the clad and is not absorbed by the clad before reaching the light guide plate. Thus, the leaked light can be efficiently collected on the light guide plate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明が採用される光ファイバの構造を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of an optical fiber to which the present invention is applied.

【図2】ファイバ内光信号分布をグラフ表示した図であ
る。
FIG. 2 is a graph showing an optical signal distribution in a fiber.

【図3】凹部が設けられるクラッドの変形を例示した図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a deformation of a clad provided with a concave portion;

【図4】本発明の光検出装置の実施形態を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the photodetector of the present invention.

【図5】従来の光ファイバにおける光検出装置の構成を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional photodetector in an optical fiber.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバケーブル 2 光検出装置 11 コア部 12 クラッド部 13 クラッド凹部 21 導光板 22 集光レンズ 23 O/E変換器 24 LED 25 基板 211 反射膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical fiber cable 2 Photodetector 11 Core part 12 Cladding part 13 Cladding concave part 21 Light guide plate 22 Condensing lens 23 O / E converter 24 LED 25 Substrate 211 Reflective film

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光ファイバにおけるクラッドの任意個所
に凹部を設け、この凹部と空気層による屈折率に差を設
けることにより、コア近傍のクラッドを伝播する光に関
し前記凹部を介して漏出光として検出することを特徴と
する光ファイバにおける光検出方法。
1. A concave portion is provided at an arbitrary portion of a clad in an optical fiber, and a difference in refractive index between the concave portion and an air layer is provided, so that light propagating in the clad near the core is detected as leaked light through the concave portion. A method for detecting light in an optical fiber.
【請求項2】 前記凹部は、前記コアに対応して位置す
るクラッドを削除することにより形成されることを特徴
とする請求項1に記載の光ファイバにおける光検出方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the concave portion is formed by removing a clad located corresponding to the core.
【請求項3】 前記凹部からの漏出光を反射膜で覆われ
た導光板に導くことを特徴とする請求項1に記載の光フ
ァイバにおける光検出方法。
3. The method for detecting light in an optical fiber according to claim 1, wherein the light leaking from the concave portion is guided to a light guide plate covered with a reflection film.
【請求項4】 前記漏出光の出射面により、前記クラッ
ドを伝播する光の光路を前記導光板に向けて屈折させる
ようにしたことを特徴とする請求項1に記載の光ファイ
バにおける光検出方法。
4. The method for detecting light in an optical fiber according to claim 1, wherein an optical path of light propagating through the clad is refracted toward the light guide plate by an exit surface of the leaked light. .
【請求項5】 前記凹部からの出射光を、前記コアを伝
播する光とほぼ平行に位置する面に角度を持たせた面に
より、前記導光板に向けて反射させるようにしたことを
特徴とする請求項1に記載の光ファイバにおける光検出
方法。
5. A light guide plate, wherein light emitted from the concave portion is reflected toward the light guide plate by a surface having an angle with respect to a surface substantially parallel to light propagating through the core. The method for detecting light in an optical fiber according to claim 1.
【請求項6】 コアを取り巻くクラッドの任意個所に凹
部が設けられた光ファイバと、集光レンズと、該集光レ
ンズを介して前記漏出光を収束させた後、電気信号に変
換する光・電気変換器とを有することを特徴とする光フ
ァイバにおける光検出装置。
6. An optical fiber provided with a concave portion at an arbitrary position of a clad surrounding a core, a condenser lens, and light for converting the leaked light to an electric signal after converging the leaked light via the condenser lens. A photodetector in an optical fiber, comprising: an electric converter.
【請求項7】 前記クラッドの凹部近傍に設けられ、該
凹部と空気層による屈折率差に基づき前記コアから前記
クラッドの凹部を介して得られる漏出光を前記集光レン
ズに集めるために反射膜で覆われた導光板を有すること
を特徴とする請求項6に記載の光ファイバにおける光検
出装置。
7. A reflection film provided near the concave portion of the clad, for collecting leaked light obtained from the core through the concave portion of the clad on the condensing lens based on a difference in refractive index between the concave portion and the air layer. The photodetector for an optical fiber according to claim 6, further comprising a light guide plate covered with a light guide plate.
【請求項8】 前記クラッドの凹部と、導光板、集光レ
ンズ、光・電気変換器から成る光検出系の位置関係が変
化しないように、前記光ファイバを固定する基板を更に
有することを特徴とする請求項6に記載の光ファイバに
おける光検出装置。
8. A substrate for fixing the optical fiber so that the positional relationship between the concave portion of the clad and a light detection system including a light guide plate, a condenser lens, and an optical / electrical converter does not change. The optical detection device for an optical fiber according to claim 6.
【請求項9】 前記クラッドに凹部が形成された光ファ
イバと前記光検出系に角度を持たせ固定することを特徴
とする請求項8に記載の光ファイバにおける光検出装
置。
9. The optical fiber optical detection device according to claim 8, wherein the optical fiber having a concave portion formed in the clad and the optical detection system are fixed at an angle.
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