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特開2024-113852伝送方向判定装置、伝送方向判定方法、プログラム、伝送方向判定用モジュール
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024113852
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】伝送方向判定装置、伝送方向判定方法、プログラム、伝送方向判定用モジュール
(51)【国際特許分類】
H04B 10/079 20130101AFI20240816BHJP
H01S 3/067 20060101ALI20240816BHJP
H01S 3/10 20060101ALI20240816BHJP
G02B 6/32 20060101ALI20240816BHJP
G02B 6/42 20060101ALI20240816BHJP
G02B 6/02 20060101ALI20240816BHJP
H04J 14/00 20060101ALN20240816BHJP
【ＦＩ】
H04B10/079
H01S3/067
H01S3/10 D
G02B6/32
G02B6/42
G02B6/02 461
H04J14/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023019094
(22)【出願日】2023-02-10
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和３年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「革新的情報通信技術研究開発委託研究／Ｂｅｙｏｎｄ ５Ｇ超大容量無線通信を支える空間多重光ネットワーク・ノード技術の研究開発」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】000004237
【氏名又は名称】日本電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100181135
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 隆史
(72)【発明者】
【氏名】下村 優輔
(72)【発明者】
【氏名】竹下 仁士
【テーマコード（参考）】
2H137
2H250
5F172
5K102
【Ｆターム（参考）】
2H137AB01
2H137AB05
2H137BA07
2H137BA16
2H137BA18
2H137BB14
2H137BB17
2H137BC02
2H137BC12
2H137BC31
2H137BC53
2H250AC64
2H250AC83
2H250AC94
2H250AC95
2H250AH33
2H250AH38
2H250CD22
5F172AM01
5F172AM08
5F172BB03
5K102AA15
5K102AL13
5K102LA02
5K102LA11
5K102LA26
5K102LA52
5K102MH04
5K102MH14
5K102MH22
5K102PA00
5K102PH13
5K102PH31
5K102RB02
5K102RD28
(57)【要約】
【課題】光ファイバにおいて伝送される光の伝送方向を判定する。
【解決手段】第一レンズが、一方のマルチコアファイバから他方の光ファイバへ伝搬する光を平行光にする。第二レンズが、第一レンズから伝搬した光を集光する。部分反射ミラーが、平行光の一部を反射する。光検出器が、部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、部分反射ミラーの他方の面側とに配置される。伝送方向判定部が、光検出器それぞれの信号強度から光ファイバのコアを伝搬する光の伝送方向を判定する。
【選択図】図１
【解決手段】第一レンズが、一方のマルチコアファイバから他方の光ファイバへ伝搬する光を平行光にする。第二レンズが、第一レンズから伝搬した光を集光する。部分反射ミラーが、平行光の一部を反射する。光検出器が、部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、部分反射ミラーの他方の面側とに配置される。伝送方向判定部が、光検出器それぞれの信号強度から光ファイバのコアを伝搬する光の伝送方向を判定する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
【請求項2】
前記第一レンズは、互いに対向する二つのマルチコアファイバのうちの一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力し他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光に形成し、
前記第二レンズは、前記第一レンズから伝搬した光を集光して、前記一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力した各光を前記他方のマルチコアファイバの対応するコアへ集光し、
前記部分反射ミラーは、前記一方のマルチコアファイバと前記他方のマルチコアファイバの出力した平行光の所定割合をそれぞれ反射する少なくとも二つの反射面を表裏に有し、前記平行光の前記所定割合を除く光を前記他方のマルチコアファイバの方向へ透過し、
前記光検出器は、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定する前記反射面それぞれに対応して設けられ、
前記伝送方向判定手段は、前記反射面それぞれに対応する光検出器の検出した信号強度に基づいて互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定する
請求項１に記載の伝送方向判定装置。
前記第二レンズは、前記第一レンズから伝搬した光を集光して、前記一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力した各光を前記他方のマルチコアファイバの対応するコアへ集光し、
前記部分反射ミラーは、前記一方のマルチコアファイバと前記他方のマルチコアファイバの出力した平行光の所定割合をそれぞれ反射する少なくとも二つの反射面を表裏に有し、前記平行光の前記所定割合を除く光を前記他方のマルチコアファイバの方向へ透過し、
前記光検出器は、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定する前記反射面それぞれに対応して設けられ、
前記伝送方向判定手段は、前記反射面それぞれに対応する光検出器の検出した信号強度に基づいて互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定する
請求項１に記載の伝送方向判定装置。
【請求項3】
前記部分反射ミラーは、一方のマルチコアファイバから前記他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の前記所定割合を前記反射面において反射する
請求項２に記載の伝送方向判定装置。
請求項２に記載の伝送方向判定装置。
【請求項4】
前記部分反射ミラーは、当該部分反射ミラーの表裏の面において、一方のマルチコアファイバから前記他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の前記所定割合を前記反射面において反射すると共に、当該信号光の波長域よりも短い波長域の光を前記一方の面において反射するダイクロイックミラーである
請求項２に記載の伝送方向判定装置。
請求項２に記載の伝送方向判定装置。
【請求項5】
前記マルチコアファイバは、光の伝送路であるコアに希土類元素が添加されており、
前記信号光の波長域よりも短い波長域の光は、前記希土類元素が添加された前記コアの電子エネルギー準位を上げて希土類元素を励起状態にする励起光であり、
前記第二レンズは、前記励起光を前記他方のマルチコアファイバへ集光する
請求項４に記載の伝送方向判定装置。
前記信号光の波長域よりも短い波長域の光は、前記希土類元素が添加された前記コアの電子エネルギー準位を上げて希土類元素を励起状態にする励起光であり、
前記第二レンズは、前記励起光を前記他方のマルチコアファイバへ集光する
請求項４に記載の伝送方向判定装置。
【請求項6】
前記伝送方向判定手段は、前記光検出器の検出した光の信号強度が所定の閾値以上か否かを判定し、当該光の信号強度が所定の閾値以上の場合に前記互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定し、当該光の信号強度が所定の閾値未満の場合にエラーを出力する
請求項２から請求項５の何れか一項に記載の伝送方向判定装置。
請求項２から請求項５の何れか一項に記載の伝送方向判定装置。
【請求項7】
複数の光ファイバをまとめた一方の光ファイバ束から他方の光ファイバ束へ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記光ファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記光ファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
【請求項8】
第一レンズが、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にし、
第二レンズが、前記第一レンズから伝搬した光を集光し、
部分反射ミラーが、前記平行光の一部を反射し、
光検出器が、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置され、
伝送方向判定部が、前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する
伝送方向判定方法。
第二レンズが、前記第一レンズから伝搬した光を集光し、
部分反射ミラーが、前記平行光の一部を反射し、
光検出器が、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置され、
伝送方向判定部が、前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する
伝送方向判定方法。
【請求項9】
一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、を備える伝送方向判定装置のコンピュータを、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段、
として機能させるプログラム。
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、を備える伝送方向判定装置のコンピュータを、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段、
として機能させるプログラム。
【請求項10】
一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
を備える伝送方向判定用モジュール。
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
を備える伝送方向判定用モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この開示は、伝送方向判定装置、伝送方向判定方法、プログラム、伝送方向判定用モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
インターネット通信トラフィック需要の増大に応えるため、光ファイバ伝送の伝送容量拡大が急務である。しかし、シングルコアファイバの伝送容量は、伝送帯域の制限、周波数利用効率向上の限界、光中継器の雑音抑制の限界などから１００Ｔｂｉｔ/Ｓが上限だと考えられている。そこで、伝送信号を空間的に分割多重送信する空間分割多重技術が近年注目されている。空間分割多重技術の１つであるマルチコアファイバは、１本のファイバ内に複数のコアを持ち、伝送容量の拡大だけでなく、コア毎に伝送方向を可変にすることでトラフィック需要の非対称性を効率よく収容することも提案されている。マルチコアのコア毎に伝送方向を変えるためにはコア内を伝搬する信号光の伝送方向を判定する技術が必要不可欠である。前記の技術はマルチコアファイバの伝送路中や、マルチコアファイバの各コアをＦＩ／ＦＯ（Ｆａｎ－ｉｎ／Ｆａｎ－ｏｕｔ）などの分岐装置によってシングルコアファイバに分岐したシングルコアファイバの伝送路中で使用することが考えられる。
【0003】
特許文献１には、レンズと部分反射ミラーと光検出器で構成された各コアの信号光の有無を判定する方法が開示されている。この方法はマルチコアファイバの伝送路中に部分反射ミラーを挿入することで、信号光の一部を伝送路外へ反射させて光検出器でその強度を測定することで、信号光の有無を判定し故障などを検知する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－２２２３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上述のような光ファイバの技術において、コアを伝送する光の伝送方向を検知できる技術が求められている。
【0006】
この開示は、上記の課題を解決する伝送方向判定装置、伝送方向判定方法、プログラム、伝送方向判定用モジュールを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この開示の第１の態様によれば、伝送方向判定装置は、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、を備える。
【0008】
この開示の第２の態様によれば、伝送方向判定方法は、第一レンズが、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にし、第二レンズが、前記第一レンズから伝搬した光を集光し、部分反射ミラーが、前記平行光の一部を反射し、光検出器が、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置され、伝送方向判定部が、前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する。
【0009】
この開示の第３の態様によれば、プログラムは、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、を備える伝送方向判定装置のコンピュータを、前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段、として機能させる。
【0010】
この開示の第４の態様によれば、伝送方向判定用モジュールは、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、を備える。
【0011】
この開示の第５の態様によれば、伝送方向判定装置は、一方の光ファイバ束から他方の光ファイバ束へ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、を備える。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、マルチコアファイバにおいて伝送される光の伝送方向を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の第１実施形態による伝送方向判定装置の第一の模式図である。
【図2】本発明の第１実施形態による伝送方向判定装置の第二の模式図である。
【図3】本実施形態によるマルチコアファイバの断面模式図である。
【図4】本発明の第１実施形態において光検出器が検出する光強度と閾値の関係を示す図である。
【図5】本発明の第１実施形態において信号光の伝搬方向を判定する処理の第一のフローチャートを示す図である。
【図6】本発明の第１実施形態において信号光の伝搬方向を判定する処理の第二のフローチャート。
【図7】本発明の第２実施形態による伝送方向判定装置の模式図である。
【図8】希土類添加マルチコアファイバの断面模式図である。
【図9】本発明の第２実施形態によるダイクロイックミラーの透過率と反射率を示す図である。
【図10】本実施形態によるマルチコアファイバに添加された希土類元素のエネルギー準位を示す図である。
【図11】本発明の第３実施形態による伝送方向判定装置の模式図である。
【図12】本発明の第３実施形態によるダイクロイックミラーの透過率と反射率を示す図である。
【図13】本発明の第４実施形態による伝送方向判別装置の模式図である。
【図14】本発明の第４実施形態による光ファイバ束の断模式図である。
【図15】伝送方向判定装置の最小構成を示す機能ブロック図である。
【図16】最小構成の伝送方向判定装置による処理フローを示す図である。
【図17】伝送方向判定部（伝送方向判定手段）を実現可能な計算処理装置のハードウェア構成例を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
[第１実施形態]
[構造の説明]
図１は本発明の第１実施形態による伝送方向判定装置の第一の模式図である。
図２は本発明の第１実施形態による伝送方向判定装置の第二の模式図である。
伝送方向判定装置１はマルチコアファイバ１１とマルチコアファイバ１２と光学部１００（伝送方向判定用モジュール１０１）と伝送方向判定部２００で構成されている。伝送方向判定用モジュール１０１を構成する光学部１００は、マルチコアファイバ１１の各コア１１ａ～１１ｄまたはマルチコアファイバ１２の各コア１２ａ～１２ｄを伝搬する信号光１７ａ～１７ｄを、他方のマルチコアファイバへ伝搬する中空部１１０を有する。中空部１１０には、レンズ１５、レンズ１６、ミラー１３、光検出器１４が設けられる。
[構造の説明]
図１は本発明の第１実施形態による伝送方向判定装置の第一の模式図である。
図２は本発明の第１実施形態による伝送方向判定装置の第二の模式図である。
伝送方向判定装置１はマルチコアファイバ１１とマルチコアファイバ１２と光学部１００（伝送方向判定用モジュール１０１）と伝送方向判定部２００で構成されている。伝送方向判定用モジュール１０１を構成する光学部１００は、マルチコアファイバ１１の各コア１１ａ～１１ｄまたはマルチコアファイバ１２の各コア１２ａ～１２ｄを伝搬する信号光１７ａ～１７ｄを、他方のマルチコアファイバへ伝搬する中空部１１０を有する。中空部１１０には、レンズ１５、レンズ１６、ミラー１３、光検出器１４が設けられる。
【0015】
レンズ１５とレンズ１６は、マルチコアファイバ１１とマルチコアファイバ１２のうちの一方のマルチコアファイバから出射する光を平行光にし、かつ、平行光を他方のマルチコアファイバの各コアへ集光する。つまり、レンズ１５、レンズ１６それぞれは、互いに対向する二つのマルチコアファイバのうちの一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力し他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光に形成する第一レンズの機能を備える。また、レンズ１５、レンズ１６それぞれは、他方のレンズが第一レンズである場合に、当該第一レンズから伝搬した光を集光して、一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力した各光を他方のマルチコアファイバの対応するコアへ集光する第二レンズの機能を備える。
【0016】
ミラー１３は、信号光１７ａ～１７ｄの一部を反射する性質をもった部分反射ミラーである。ミラー１３は、マルチコアファイバ１１とマルチコアファイバ１２のうちの一方のマルチコアファイバと他方のマルチコアファイバの出力した平行光の所定割合をそれぞれ反射する少なくとも二つの反射面を表裏に有する。ミラー１３は、平行光の所定割合を除く光を他方のマルチコアファイバの方向へ透過する。より具体的には、ミラー１３は、マルチコアファイバ１１とマルチコアファイバ１２のうちの一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の所定割合を表裏の反射面において反射する。
【0017】
光検出器１４は、光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’により構成される。光検出器１４ａ、１４ａ’はコア１１ａからコア１２ａへ、またはコア１２ａからコア１１ａへ伝搬する光の強度を検出する。同様に小文字のアルファベットで区別される各光検出器１４は、同一の小文字アルファベットで区別される一方のマルチコアファイバのコアから他方のマルチコアファイバのコアへ伝搬する信号光の強度を検出する。なお、図１中には、説明の便宜上、光検出器１４ａ、１４ａ’と光検出器１４ｂ、１４ｂ’の２対の光検出器を図示している。図２中には、説明の便宜上、光検出器１４ｃ、１４ｃ’と光検出器１４ｄ、１４ｄ’の２対の光検出器を図示している。実際には、これら光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’は共に光学部１００に含まれる。
【0018】
伝送方向判定部２００は光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’のそれぞれと接続し、各光検出器の光強度を比較して各コアを伝搬する信号光の伝送方向を判定する機能を有する。なお、図１には記載していないが、伝送方向判定部２００は、伝送方向の判定結果を外部に送信するための信号ケーブルが接続されていてよい。
【0019】
本開示では、マルチコアファイバの一例として４つのコアを有するマルチコアファイバ１１、１２を用いて説明する。しかしながら、他の態様においては、各マルチコアファイバは、４つ以外の複数のコアを有するものであってよい。その場合、マルチコアファイバが有するコアの数ｎだけ、光検出器のｎ対が光学部１００に設けられる。
【0020】
図３は本実施形態によるマルチコアファイバの断面模式図である。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、マルチコアファイバ１１、１２はクラッド１１’、１２’の内部に４つのコア１１ａ～１１ｄ、１２ａ～１２ｄを備えている。マルチコアファイバ１１、１２は実際に使用する際にコア数の制限はない。ただし、マルチコアファイバ１１、１２のコア数は同数にする方が望ましい。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、マルチコアファイバ１１、１２はクラッド１１’、１２’の内部に４つのコア１１ａ～１１ｄ、１２ａ～１２ｄを備えている。マルチコアファイバ１１、１２は実際に使用する際にコア数の制限はない。ただし、マルチコアファイバ１１、１２のコア数は同数にする方が望ましい。
【0021】
マルチコアファイバ１１、１２を伝搬する光を信号光と称し、コア１１ａ～１１ｄ、１２ａ～１２ｄを伝搬する光をそれぞれ信号光１７ａ～１７ｄと称する。各コアを伝搬する信号光は任意の方向で伝搬することができるが、本開示における説明では、図１、図２に示すように信号光１７ａはコア１１ａからコア１２ａへ伝搬し、信号光１７ｂはコア１２ｂからコア１１ｂへ伝搬し、信号光１７ｃはコア１１ｃからコア１２ｃへ伝搬し、信号光１７ｄはコア１２ｄからコア１１ｄへ伝搬するものとして以下説明をする。
【0022】
レンズ１５はマルチコアファイバ１１とミラー１３の間に設けられ、マルチコアファイバ１１のコア１１ａ～１１ｄから出射した光を平行光線にし、ミラー１３を透過しマルチコアファイバ１１方向に伝送される信号光をマルチコアファイバ１１のコア１１ａ～１１ｄそれぞれに集光する。
【0023】
レンズ１６はマルチコアファイバ１２とミラー１３の間に設置され、マルチコアファイバ１２のコア１２ａ～１２ｄから出射した光を平行光線にし、ミラー１３を透過しマルチコアファイバ１２方向に伝送される信号光をマルチコアファイバ１２のコア１２ａ～１２ｄに集光する。
【0024】
ミラー１３は信号光１７ａ～１７ｄの一部（所定の割合）を反射し、ほとんどを透過させる性質を有する。ミラー１３のマルチコアファイバ１１側の反射面で反射された信号光は反射光１７ａ’～１７ｄ’と称し、ミラー１３のマルチコアファイバ１２側の反射面で反射された信号光は反射光１７ａ”～１７ｄ”と称することとする。ミラー１３は反射光１７ａ’～１７ｄ’、１７ａ”～１７ｄ”を、各マルチコアファイバ間を伝送する光信号の伝送経路外に出射するために一定の角度がつけられている。当該ミラー１３の角度に基づいて、光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’とがそれぞれ配置されている。
【0025】
光検出器１４ａ～１４ｄは、信号光１７ａ～１７ｄがミラー１３のマルチコアファイバ１１側の反射面で反射された反射光１７ａ’～１７ｄ’を検知できる場所に設置される。また、光検出器１４ａ～１４ｄは伝送に使用するマルチコアファイバのコア数と同数配置するのが望ましい。
【0026】
光検出器１４ａ’～１４ｄ’は、信号光１７ａ～１７ｄがミラー１３のマルチコアファイバ１２側の反射面で反射された反射光１７ａ”～１７ｄ”を検知できる場所に設置される。また、光検出器１４ａ’～１４ｄ’は伝送に使用するマルチコアファイバのコア数と同数配置するのが望ましい。
【0027】
図１においては、マルチコアファイバ１１のコア１１ａからマルチコアファイバ１２のコア１２ａへ光学部１００の中空部１１０を介して伝搬する信号光の所定の割合がミラー１３の一方の反射面で反射して光検出器１４ａで光を検出した場合を示している。また図１においては、マルチコアファイバ１２のコア１２ｂからマルチコアファイバ１１のコア１１ｂへ光学部１００の中空部１１０を介して伝搬する信号光の所定の割合がミラー１３の他方の反射面で反射して光検出器１４ｂ’で光を検出した場合を示している。
【0028】
図２においては、マルチコアファイバ１２のコア１２ｄからマルチコアファイバ１１のコア１１ｄへ光学部１００の中空部１１０を介して伝搬する信号光の所定の割合がミラー１３の一方の反射面で反射して光検出器１４ｄ’で光を検出した場合を示している。また図２においては、マルチコアファイバ１１のコア１１ｃからマルチコアファイバ１２のコア１２ｃへ光学部１００の中空部１１０を介して伝搬する信号光の所定の割合がミラー１３の他方の反射面で反射して光検出器１４ｃで光を検出した場合を示している。各光検出器１４は、伝送方向判定部２００へ検出した光の強度を出力する。
【0029】
以降、本実施形態においては説明を簡単にするために、図３に示すマルチコアファイバ１１、１２のＡ－Ａ線断面上のコア１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂに着目した模式図である図１と、Ｂ－Ｂ線断面上のコア１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄに着目した模式図である図２とを用いて説明を行う。
【0030】
まず、図１を用いて各コアを伝搬する信号光の伝送方向の判定方法を説明する。図１に示すように、信号光１７ａはコア１１ａから１２ａへ伝搬しており、ミラー１３のマルチコアファイバ１１側の反射面で一部が反射され反射光１７ａ’が発生する。光検出器１４ａは、反射光１７ａ’の光強度を測定する。
【0031】
一方、コア１２ａから１１ａへ信号光は伝搬していないため、ミラー１３のマルチコアファイバ１２側の反射面で反射される光(すなわち反射光１７ａ”)はないため、光検出器１４ａ’で光強度はほとんど検出されない。
【0032】
図４は第１実施形態において光検出器が検出する光強度と閾値の関係を示す図である。
図４に光検出器１４ａと１４ａ’で検出する光強度を示す。伝送方向判定部２００では光検出器１４ａと１４ａ’の光強度を比較する。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ａで検出した光強度が光検出器１４ａ’で検出した光強度よりも大きいことから信号光１７ａはコア１１ａからコア１２ａへ伝搬していると判断する。
図４に光検出器１４ａと１４ａ’で検出する光強度を示す。伝送方向判定部２００では光検出器１４ａと１４ａ’の光強度を比較する。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ａで検出した光強度が光検出器１４ａ’で検出した光強度よりも大きいことから信号光１７ａはコア１１ａからコア１２ａへ伝搬していると判断する。
【0033】
同様に、図１に示すように、信号光１７ｂはコア１２ｂから１１ｂへ伝搬しており、ミラー１３のマルチコアファイバ１２側の反射面で一部が反射され反射光１７ｂ”が発生する。光検出器１４ｂ’は反射光１７ｂ”の光強度を測定する。
【0034】
一方、コア１１ｂから１２ｂへ信号光は伝搬していないため、ミラー１３のマルチコアファイバ１１側の反射面で反射される光(すなわち反射光１７ｂ’)はないため、光検出器１４ｂで光強度はほとんど検出されない。
【0035】
図４に光検出器１４ｂと１４ｂ’で検出する光強度を示す。伝送方向判定部２００では光検出器１４ｂと１４ｂ’の光強度を比較する。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｂ’で検出した光強度が光検出器１４ｂで検出した光強度よりも大きいことから信号光１７ｂはコア１２ｂからコア１１ｂへ伝搬していると判断する。
【0036】
図２に示す信号光１７ｃ、１７ｄの伝送方向の判定も図１と同様に、伝送方向判定部２００信号光１７ｃの伝送方向は光検出器１４ｃ、１４ｃ’で検出した光強度を比較してコア１１ｃから１２ｃへ伝搬していると判断する。また伝送方向判定部２００は、信号光１７ｄの伝送方向は光検出器１４ｄ、１４ｄ’の光強度を比較してコア１２ｄからコア１１ｄへ伝搬していると判断する。光検出器１４ｃ、１４ｃ’、１４ｄ、１４ｄ’が測定した光強度を図４に示す。
【0037】
図５は第１実施形態において信号光の伝搬方向を判定する処理の第一のフローチャートを示す図である。
伝送方向判定部２００は、識別子ｘにａ～ｄの何れかを代入し、コアｘについての処理を開始する（ステップＳ１０１）。伝送方向判定部２００は、コアｘの信号光を検出する光検出器１４ｘと光検出器１４ｘ’で検出した光強度を測定する（ステップＳ１０２）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きいかを判定する（ステップＳ１０３）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きい場合、信号光の伝送方向はマルチコアファイバ１１のコア１１ｘからマルチコアファイバ１２のコア１２ｘであると判定する（ステップＳ１０４）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きいと判定できない場合、信号光の伝送方向はマルチコアファイバ１２のコア１２ｘからマルチコアファイバ１１のコア１１ｘであると判定する（ステップＳ１０５）。伝送方向判定部２００は、識別子ｘを次の設定していない符号（ａ～ｄのうち設定していない符号）がある場合には、次の識別子の処理を行うと判定する（ステップＳ１０６）。
伝送方向判定部２００は、識別子ｘにａ～ｄの何れかを代入し、コアｘについての処理を開始する（ステップＳ１０１）。伝送方向判定部２００は、コアｘの信号光を検出する光検出器１４ｘと光検出器１４ｘ’で検出した光強度を測定する（ステップＳ１０２）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きいかを判定する（ステップＳ１０３）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きい場合、信号光の伝送方向はマルチコアファイバ１１のコア１１ｘからマルチコアファイバ１２のコア１２ｘであると判定する（ステップＳ１０４）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きいと判定できない場合、信号光の伝送方向はマルチコアファイバ１２のコア１２ｘからマルチコアファイバ１１のコア１１ｘであると判定する（ステップＳ１０５）。伝送方向判定部２００は、識別子ｘを次の設定していない符号（ａ～ｄのうち設定していない符号）がある場合には、次の識別子の処理を行うと判定する（ステップＳ１０６）。
【0038】
なお、伝送方向判定部２００において伝送方向を判定するための光検出器１４の組で、どちらの信号も光強度が図４に示す光強度の閾値を超えていなかった場合、または、どちらの信号も閾値を超えていた場合、伝送になんらかの故障が生じたとして故障を検知したことを知らせる信号を発する機能を備えてよもよい。
【0039】
図６は第１実施形態において信号光の伝搬方向を判定する処理の第二のフローチャートを示す図である。上述のステップＳ１０１～ステップＳ１０６における、ステップＳ１０３の処理の後に、以下の処理を行ってもよい。つまり、伝送方向判定部２００は、ステップＳ１０３において、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きい場合、光検出器１４ｘで検出した光強度が閾値を下回っているかを判定する（ステップＳ２０１）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘで検出した光強度が閾値を下回っていない場合、ステップＳ１０４のように信号光の伝送方向はマルチコアファイバ１１のコア１１ｘからマルチコアファイバ１２のコア１２ｘであると判定する。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘで検出した光強度が閾値を下回っている場合、エラーと判定し、エラー信号を所定の出力先へ送信する（ステップＳ２０２）。
【0040】
伝送方向判定部２００は、ステップＳ１０３において、光検出器１４ｘ’の検出した光強度より光検出器１４ｘの検出した光強度が大きいと判定できない場合、光検出器１４ｘ’で検出した光強度が閾値を下回っているかを判定する（ステップＳ２０３）。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’で検出した光強度が閾値を下回っていない場合、ステップＳ１０５のように信号光の伝送方向はマルチコアファイバ１２のコア１２ｘからマルチコアファイバ１１のコア１１ｘであると判定する。伝送方向判定部２００は、光検出器１４ｘ’で検出した光強度が閾値を下回っている場合、エラーと判定し、エラー信号を所定の出力先へ送信する（ステップＳ２０４）。
【0041】
[効果の説明]
以上より、本発明の第１実施形態ではミラー１３の一方の反射面側に光検出器１４ａ～１４ｄ、他方の面側に光検出器１４ａ’～１４ｄ’を配置したことで、１地点で各コアを伝搬する信号光の伝送方向を判定することができる。関連する技術では信号光の伝送方向を判定するために、伝送路の２地点に部分反射ミラー挿入することが必要となるが、本開示では部分反射ミラー（ミラー１３）を伝送路の１地点に挿入するので光損失が半分などに減じられ、伝送方向判定装置１の装置規模も半分などの小型化を図ることができる。
以上より、本発明の第１実施形態ではミラー１３の一方の反射面側に光検出器１４ａ～１４ｄ、他方の面側に光検出器１４ａ’～１４ｄ’を配置したことで、１地点で各コアを伝搬する信号光の伝送方向を判定することができる。関連する技術では信号光の伝送方向を判定するために、伝送路の２地点に部分反射ミラー挿入することが必要となるが、本開示では部分反射ミラー（ミラー１３）を伝送路の１地点に挿入するので光損失が半分などに減じられ、伝送方向判定装置１の装置規模も半分などの小型化を図ることができる。
【0042】
[第２実施形態]
［構造の説明］
図７は本発明の第２実施形態による伝送方向判定装置の第一の模式図である。
図７はマルチコアファイバ１１において図３で示すＡ－Ａ線断面上のコア１１ａ、１１ｂおよび、図８に示す希土類添加マルチコアファイバのＡ－Ａ線断面上のコア２０ａ、２０ｂに着目した模式図である。本実施の形態は、説明を簡単にするため図７に従って説明を行う。
［構造の説明］
図７は本発明の第２実施形態による伝送方向判定装置の第一の模式図である。
図７はマルチコアファイバ１１において図３で示すＡ－Ａ線断面上のコア１１ａ、１１ｂおよび、図８に示す希土類添加マルチコアファイバのＡ－Ａ線断面上のコア２０ａ、２０ｂに着目した模式図である。本実施の形態は、説明を簡単にするため図７に従って説明を行う。
【0043】
図７に示すように、第１実施形態と比較して第２実施形態ではマルチコアファイバ１２が希土類添加マルチコアファイバ２０に変更されている。また第２実施形態に係る光学部１００においてはミラー１３の代わりに、ミラー１３と同様に表裏の反射面それぞれにおいて信号光を透過または一部反射すると共に、励起光１８を反射する性質を有するダイクロイックミラー１９と１９’を備える点で第１実施形態と異なる。
【0044】
第２実施形態による、ダイクロイックミラー１９’は、信号光の波長域よりも短い波長域の光（励起光）を少なくとも一方の面（例えば、図７のダイクロイックミラー１９においてはマルチコアファイバ２０側の面、図７のダイクロイックミラー１９’においてはダイクロイックミラー１９側の面）において反射するダイクロイックミラーである。
【0045】
図８は希土類添加マルチコアファイバ２０の断面模式図である。希土類添加マルチコアファイバ２０は外部クラッド２０’と内部クラッド２０”とコア２０ａ～２０ｄとで構成される。信号光の伝搬はコア２０ａ～２０ｄで行われ、このコアには信号光の波長域で蛍光を有する希土類元素が添加されている。この希土類添加マルチコアファイバ２０において、信号光と異なる波長の励起光１８を内部クラッド２０”へ入射されると、コア２０ａ～２０ｄに添加されている希土類元素が励起光１８を吸収し、吸収した励起光のエネルギーによって希土類元素の電子エネルギー準位が上がる（図１０参照）。この状態を励起状態と呼び、励起状態は一定の確率でよりエネルギーの低い準位へ遷移していき、このときに希土類元素は信号光と同じ波長域の蛍光を発する。
【0046】
以上より、第２実施形態における伝送方向判定装置１は、光増幅を行うために信号光と同じ波長域の蛍光を発する希土類元素を添加した希土類添加マルチコアファイバ２０へ、希土類元素を励起状態へ励起させるための励起光１８を内部クラッド２０”へ入射する構成を有する。このように、信号光をコア２０ａ～２０ｄに入射することで、希土類添加マルチコアファイバ２０は伝送される信号光を増幅する。
【0047】
再び図７を参照し、ダイクロイックミラー１９、１９’は信号光１７ａ、１７ｂを透過し、信号光よりも低波長の励起光１８を反射する性質を有する。ダイクロイックミラー１９は完全に信号光１７ａ、１７ｂを透過することができず、信号光１７ａ（１７ｂ）の一部（所定の割合）がダイクロイックミラー１９のマルチコアファイバ１１（２０）側で反射され反射光１７a’(１７ｂ”)が生じる。
【0048】
図９は第２実施形態によるダイクロイックミラー１９と１９’の透過率と反射率の変化を示す図である。ダイクロイックミラー１９と１９’は、信号光の波長域においてほとんどの光を透過し、一部（所定割合）の光を反射する。図９に示すように、信号光は完全に透過するわけではなくダイクロイックミラー１９（１９’）に入射した信号光の一部（所定割合は例えば約１％）は反射される。当該透過と反射の割合は一般的に信号光の参照に使われる２０ｄＢ光カプラーと同程度である。また図９で示すように、ダイクロイックミラー１９と１９’は、信号光よりも波長の短い励起光の波長域において、励起光をほぼと反射し、一部（所定割合はわずか１％程度などの割合）を透過する。
【0049】
【0050】
なお、反射光１７ａ”～１７ｄ”は希土類添加マルチコアファイバ２０で光増幅された信号光の反射光であるため、ダイクロイックミラー１９のマルチコアファイバ１１側の反射面で反射した反射光１７ａ’～１７ｄ’よりも光強度が高い。従って、反射光１７ａ”～１７ｄ”はダイクロイックミラー１９’を透過した際に光損失が生じても光検出器１４ａ’～１４ｄ ’で検知できる程度の強度を有する。
【0051】
[効果の説明]
本発明の第２の実施の形態ではダイクロイックミラー１９と１９’を使用することで励起光と信号光を分離することができ、光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’は信号光のみを検出することが可能になる。その結果、光増幅器の近傍でも各コアを伝搬する信号光の伝送方向を判定することができる。関連する技術では信号光の伝送方向を判定するために、伝送路の２地点に部分反射ミラー挿入される必要があったが、本開示の伝送方向判定装置１では、部分反射ミラー（ダイクロイックミラー１９）を伝送路の１地点に挿入するので光損失が半分などに減じられ、伝送方向判定装置１の装置規模も半分などの小型化を図ることができる。
本発明の第２の実施の形態ではダイクロイックミラー１９と１９’を使用することで励起光と信号光を分離することができ、光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’は信号光のみを検出することが可能になる。その結果、光増幅器の近傍でも各コアを伝搬する信号光の伝送方向を判定することができる。関連する技術では信号光の伝送方向を判定するために、伝送路の２地点に部分反射ミラー挿入される必要があったが、本開示の伝送方向判定装置１では、部分反射ミラー（ダイクロイックミラー１９）を伝送路の１地点に挿入するので光損失が半分などに減じられ、伝送方向判定装置１の装置規模も半分などの小型化を図ることができる。
【0052】
［第３の実施の形態］
［構造の説明］
図１１は図３（ａ）で示すＡ－Ａ線断面上のコア１１ａ、１１ｂおよび、図８に示す希土類添加マルチコアファイバのＡ－Ａ線断面上のコア２０ａ、２０ｂに着目した模式図である。本実施形態は、説明を簡単にするため図１１に従って説明を行う。
［構造の説明］
図１１は図３（ａ）で示すＡ－Ａ線断面上のコア１１ａ、１１ｂおよび、図８に示す希土類添加マルチコアファイバのＡ－Ａ線断面上のコア２０ａ、２０ｂに着目した模式図である。本実施形態は、説明を簡単にするため図１１に従って説明を行う。
【0053】
図１１に示すように、第３実施形態に係る光学部１００は、第２実施形態に係る光学部１００と比較すると、励起光１８を透過し信号光を反射する性質を有するダイクロイックミラー１９’を備える点で異なる。ダイクロイックミラー１９’は図１２に示すように、信号光波長域を反射し励起光波長域を透過する性質を有する。
【0054】
図１２にダイクロイックミラー１９’の波長による反射率と透過率の変化を示す。ダイクロイックミラー１９’は、励起光の波長域においてほとんどの光を透過し、一部（所定割合はわずか１％程度などの割合）の励起光を反射する。また図１２で示すように、ダイクロイックミラー１９’は、励起光よりも波長の長い信号光の波長域において、当該信号光をほぼ反射し、一部（所定割合はわずか１％程度などの割合）を透過する。
【0055】
【0056】
[効果の説明]
本発明の第３実施形態では、マルチコアファイバ１１のコア１１ａ～１１ｄから光を入射し、光検出器１４ａ～１４ｄで検出される光強度が最大になるようにダイクロイックミラー１９の角度を調整し、希土類添加マルチコアファイバ２０のコア２０ａ～２０ｄから光を入射して光検出器１４ａ’～１４ｄ’で検出される光強度が最大になるようにダイクロイックミラー１９’の角度を調整することができる。第１実施形態ではミラー１３（部分反射ミラー）、第２実施形態ではダイクロイックミラー１９の１枚の角度で光検出器１４ａ～１４ｄ、１４ａ’～１４ｄ’へ入射する光の経路を最適化する必要があったが、第３実施形態ではダイクロイックミラー１９、１９’の２枚のミラー角度を調整できるため、光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’の設置位置を、独立に最適化することができる。
本発明の第３実施形態では、マルチコアファイバ１１のコア１１ａ～１１ｄから光を入射し、光検出器１４ａ～１４ｄで検出される光強度が最大になるようにダイクロイックミラー１９の角度を調整し、希土類添加マルチコアファイバ２０のコア２０ａ～２０ｄから光を入射して光検出器１４ａ’～１４ｄ’で検出される光強度が最大になるようにダイクロイックミラー１９’の角度を調整することができる。第１実施形態ではミラー１３（部分反射ミラー）、第２実施形態ではダイクロイックミラー１９の１枚の角度で光検出器１４ａ～１４ｄ、１４ａ’～１４ｄ’へ入射する光の経路を最適化する必要があったが、第３実施形態ではダイクロイックミラー１９、１９’の２枚のミラー角度を調整できるため、光検出器１４ａ～１４ｄと光検出器１４ａ’～１４ｄ’の設置位置を、独立に最適化することができる。
【0057】
[第４実施形態]
［構造の説明］
図１３は第４実施形態による伝送方向判定装置の模式図である。
図１３に示すように、第４実施形態による伝送方向判定装置は、光ファイバをまとめた光ファイバ束４０～４１の間に光学部１００が設置される。
［構造の説明］
図１３は第４実施形態による伝送方向判定装置の模式図である。
図１３に示すように、第４実施形態による伝送方向判定装置は、光ファイバをまとめた光ファイバ束４０～４１の間に光学部１００が設置される。
【0058】
図１４に光ファイバ束４０と４１の断面模式図を示す。光ファイバ束４０は光ファイバ３０～３３で構成され、光ファイバ束４１も同様に光ファイバ３４～３７で構成されている。なお、図１４に記載の光ファイバ束４０，４１を構成する光ファイバは説明のために単一コアにしているが、実際に使用する場合は光ファイバの種類に指定はなく単一コアやマルチコアファイバ、あるいは単一コアとマルチコアファイバの混合でも良い。また、光ファイバ束４０，４１は説明のために４本の光ファイバの束にしているが、実際に使用する場合には光ファイバの本数や束ね方に制約はない。
【0059】
以降の説明では図１４に記載のＡ－Ａ線断面上の光ファイバ３０、３１、３６、３７に着目した模式図である図１３を用いて行う。
光ファイバ３０から光ファイバ３７へ伝搬する信号光を１７a、光ファイバ３６から光ファイバ３１へ伝搬する信号光を１７ｂとする。
光ファイバ３０から光ファイバ３７へ伝搬する信号光を１７a、光ファイバ３６から光ファイバ３１へ伝搬する信号光を１７ｂとする。
【0060】
ミラー１３は第１実施形態と同様に信号光１７ａ，１７ｂの一部を反射する性質をもった部分反射ミラーである。
【0061】
光検出器１４ａ，１４ｂは、信号光１７aが部分反射ミラー１３のマルチコアファイバ束４０側の反射面で反射された反射光１７a’を検知できる場所に設置される。また、光検出器１４ａ，１４ｂは伝送に使用する光ファイバが単一コアの場合は光ファイバの本数と同数、マルチコアファイバの場合はマルチコアファイバのコア数×マルチコアファイバの本数の数だけ配置するのが望ましい。
【0062】
光検出器１４ａ’，１４ｂ’は、信号光１７ｂが部分反射ミラー１３のマルチコアファイバ束４１側の反射面で反射された反射光１７ｂ”を検知できる場所に設置される。また、光検出器１４ａ’，１４ｂ’は伝送に使用する光ファイバが単一コアの場合は光ファイバの本数と同数、マルチコアファイバの場合はマルチコアファイバのコア数×マルチコアファイバの本数の数だけ配置するのが望ましい。
【0063】
【0064】
[効果の説明]
本発明の第４実施形態では、複数の光ファイバのまとまりであるファイバ束の各コアを伝搬する信号光の伝搬方向を判別することができる。関連する技術では、複数の光ファイバがあった場合に、光ファイバ毎に伝送方向判別モジュールを設置する必要があったが、本実施形態では複数の光ファイバをまとめることで伝送方向判別モジュールの設置個所を１か所にまとめることができ装置の設置規模を縮小が実現できる。
本発明の第４実施形態では、複数の光ファイバのまとまりであるファイバ束の各コアを伝搬する信号光の伝搬方向を判別することができる。関連する技術では、複数の光ファイバがあった場合に、光ファイバ毎に伝送方向判別モジュールを設置する必要があったが、本実施形態では複数の光ファイバをまとめることで伝送方向判別モジュールの設置個所を１か所にまとめることができ装置の設置規模を縮小が実現できる。
【0065】
＜第５実施形態＞
図１５は伝送方向判定装置の最小構成を示す機能ブロック図である。
図１６は最小構成の伝送方向判定装置による処理フローを示す図である。
伝送方向判定装置１は、少なくとも、第一レンズ１５０、第二レンズ１６０、部分反射ミラー１３０、光検出器１４０ａ，１４０ａ’を備える光学部１００（伝送方向判定用モジュール１０１）と、伝送方向判定手段２１０とにより構成される。
第一レンズ１５０は、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする（ステップＳ３０１）。
第二レンズ１６０は、第一レンズ１５０から伝搬した光を集光する（ステップＳ３０２）。
部分反射ミラー１３０は、平行光の一部を反射する（ステップＳ３０３）。
光検出器１４０ａ，１４０ａ’は、部分反射ミラー１３０で反射した信号光の強度を測定するために、部分反射ミラーの一方の面側と、部分反射ミラーの他方の面側とに配置され、反射した信号光を検出する（ステップＳ３０４）。
伝送方向判定手段２１０は、光検出器１４０ａ，１４０ａ’それぞれの信号強度からマルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する（ステップＳ３０５）。
図１５は伝送方向判定装置の最小構成を示す機能ブロック図である。
図１６は最小構成の伝送方向判定装置による処理フローを示す図である。
伝送方向判定装置１は、少なくとも、第一レンズ１５０、第二レンズ１６０、部分反射ミラー１３０、光検出器１４０ａ，１４０ａ’を備える光学部１００（伝送方向判定用モジュール１０１）と、伝送方向判定手段２１０とにより構成される。
第一レンズ１５０は、一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする（ステップＳ３０１）。
第二レンズ１６０は、第一レンズ１５０から伝搬した光を集光する（ステップＳ３０２）。
部分反射ミラー１３０は、平行光の一部を反射する（ステップＳ３０３）。
光検出器１４０ａ，１４０ａ’は、部分反射ミラー１３０で反射した信号光の強度を測定するために、部分反射ミラーの一方の面側と、部分反射ミラーの他方の面側とに配置され、反射した信号光を検出する（ステップＳ３０４）。
伝送方向判定手段２１０は、光検出器１４０ａ，１４０ａ’それぞれの信号強度からマルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する（ステップＳ３０５）。
【0066】
なお上述の各実施形態においてマルチコアファイバに代えて単一コアの光ファイバを用いてもよい。この場合、伝送方向判定装置１は、光ファイバにおけるコアを伝送する信号光の伝送方向を同様に判定してよい。
【0067】
（ハードウェア構成）
図１７は、この開示の各実施形態に係る伝送方向判定部２００（伝送方向判定手段２１０）を実現可能な計算処理装置８０のハードウェア構成例を概略的に示すブロック図である。
伝送方向判定部２００（伝送方向判定手段２１０）を、１つの計算処理装置（情報処理装置、コンピュータ）を用いて実現するハードウェア資源の構成例について説明する。
図１７は、この開示の各実施形態に係る伝送方向判定部２００（伝送方向判定手段２１０）を実現可能な計算処理装置８０のハードウェア構成例を概略的に示すブロック図である。
伝送方向判定部２００（伝送方向判定手段２１０）を、１つの計算処理装置（情報処理装置、コンピュータ）を用いて実現するハードウェア資源の構成例について説明する。
【0068】
計算処理装置８０は、中央処理演算装置（Ｃｅｎｔｒａｌ＿Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ＿Ｕｎｉｔ、以降「ＣＰＵ」と表す）８１、揮発性記憶装置８２、ディスク８３、不揮発性記録媒体８４、及び、通信インタフェース（以降、「通信ＩＦ」と表す）８７を有する。計算処理装置８０は、入力装置８５、出力装置８６に接続可能であってもよい。計算処理装置８０は、通信ＩＦ８７を介して、他の計算処理装置、及び、通信装置と情報を送受信することができる。
【0069】
不揮発性記録媒体８４は、コンピュータが読み取り可能な、たとえば、コンパクトディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ＿Ｄｉｓｃ）、デジタルバーサタイルディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ＿Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ＿Ｄｉｓｃ）である。また、不揮発性記録媒体８４は、ユニバーサルシリアルバスメモリ（ＵＳＢメモリ）、ソリッドステートドライブ（Ｓｏｌｉｄ＿Ｓｔａｔｅ＿Ｄｒｉｖｅ）等であってもよい。不揮発性記録媒体８４は、電力を供給しなくても係るプログラムを保持し、持ち運びを可能にする。不揮発性記録媒体８４は、上述した媒体に限定されない。また、不揮発性記録媒体８４の代わりに、通信ＩＦ８７、及び、通信ネットワークを介して係るプログラムを持ち運びしてもよい。
【0070】
揮発性記憶装置８２は、コンピュータが読み取り可能であって、一時的にデータを記憶することができる。揮発性記憶装置８２は、ＤＲＡＭ（ｄｙｎａｍｉｃ ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（ｓｔａｔｉｃ ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ等である。
【0071】
すなわち、ＣＰＵ８１は、ディスク８３に格納されているソフトウェア・プログラム（コンピュータ・プログラム：以下、単に「プログラム」と称する）を、実行する際に揮発性記憶装置８２にコピーし、演算処理を実行する。ＣＰＵ８１は、プログラム実行に必要なデータを揮発性記憶装置８２から読み取る。表示が必要な場合に、ＣＰＵ８１は、出力装置８６に出力結果を表示する。外部からプログラムを入力する場合に、ＣＰＵ８１は、入力装置８５からプログラムを読み取る。ＣＰＵ８１は、図２（または図３）に示す各部が表す機能（処理）に対応するところの揮発性記憶装置８２にある解析プログラム（図４、または、図５）を解釈し実行する。ＣＰＵ８１は、上述した各実施形態において説明した処理を実行する。すなわち、このような場合に、上述の各実施形態は、係る解析プログラムによっても成し得ると捉えることができる。さらに、係る解析プログラムが記録されたコンピュータが読み取り可能な不揮発性の記録媒体によっても、この開示の各実施形態は成し得ると捉えることができる。
【0072】
伝送方向判定部２００（伝送方向判定手段２１０）は電子回路、電気回路等によって構成されてもよい。
【0073】
なお、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【0074】
（付記１）
一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
一方のマルチコアファイバから他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記マルチコアファイバの各コアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
【0075】
（付記２）
前記第一レンズは、互いに対向する二つのマルチコアファイバのうちの一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力し他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光に形成し、
前記第二レンズは、前記第一レンズから伝搬した光を集光して、前記一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力した各光を前記他方のマルチコアファイバの対応するコアへ集光し、
前記部分反射ミラーは、前記一方のマルチコアファイバと前記他方のマルチコアファイバの出力した平行光の所定割合をそれぞれ反射する少なくとも二つの反射面を表裏に有し、前記平行光の前記所定割合を除く光を前記他方のマルチコアファイバの方向へ透過し、
前記光検出器は、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定する前記反射面それぞれに対応して設けられ、
前記伝送方向判定手段は、前記反射面それぞれに対応する光検出器の検出した信号強度に基づいて互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定する
付記１に記載の伝送方向判定装置。
前記第一レンズは、互いに対向する二つのマルチコアファイバのうちの一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力し他方のマルチコアファイバへ伝搬する光を平行光に形成し、
前記第二レンズは、前記第一レンズから伝搬した光を集光して、前記一方のマルチコアファイバの複数の各コアから出力した各光を前記他方のマルチコアファイバの対応するコアへ集光し、
前記部分反射ミラーは、前記一方のマルチコアファイバと前記他方のマルチコアファイバの出力した平行光の所定割合をそれぞれ反射する少なくとも二つの反射面を表裏に有し、前記平行光の前記所定割合を除く光を前記他方のマルチコアファイバの方向へ透過し、
前記光検出器は、前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定する前記反射面それぞれに対応して設けられ、
前記伝送方向判定手段は、前記反射面それぞれに対応する光検出器の検出した信号強度に基づいて互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定する
付記１に記載の伝送方向判定装置。
【0076】
（付記３）
前記部分反射ミラーは、一方のマルチコアファイバから前記他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の前記所定割合を前記反射面において反射する
請求項１または付記２に記載の伝送方向判定装置。
前記部分反射ミラーは、一方のマルチコアファイバから前記他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の前記所定割合を前記反射面において反射する
請求項１または付記２に記載の伝送方向判定装置。
【0077】
（付記４）
前記部分反射ミラーは、当該部分反射ミラーの表裏の面において、一方のマルチコアファイバから前記他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の前記所定割合を前記反射面において反射すると共に、当該信号光の波長域よりも短い波長域の光を前記一方の面において反射するダイクロイックミラーである
付記１または付記２に記載の伝送方向判定装置。
前記部分反射ミラーは、当該部分反射ミラーの表裏の面において、一方のマルチコアファイバから前記他方のマルチコアファイバへ伝搬する光に含まれる信号光の波長域の光を透過し、当該透過した光と比較して小さい割合であって当該信号光の波長域の光の前記所定割合を前記反射面において反射すると共に、当該信号光の波長域よりも短い波長域の光を前記一方の面において反射するダイクロイックミラーである
付記１または付記２に記載の伝送方向判定装置。
【0078】
（付記５）
前記マルチコアファイバは、光の伝送路であるコアに希土類元素が添加されており、
前記信号光の波長域よりも短い波長域の光は、前記希土類元素が添加された前記コアの電子エネルギー準位を上げて希土類元素を励起状態にする励起光であり、
前記第二レンズは、前記励起光を前記他方のマルチコアファイバへ集光する
付記４に記載の伝送方向判定装置。
前記マルチコアファイバは、光の伝送路であるコアに希土類元素が添加されており、
前記信号光の波長域よりも短い波長域の光は、前記希土類元素が添加された前記コアの電子エネルギー準位を上げて希土類元素を励起状態にする励起光であり、
前記第二レンズは、前記励起光を前記他方のマルチコアファイバへ集光する
付記４に記載の伝送方向判定装置。
【0079】
（付記６）
前記伝送方向判定手段は、前記光検出器の検出した光の信号強度が所定の閾値以上か否かを判定し、当該光の信号強度が所定の閾値以上の場合に前記互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定し、当該光の信号強度が所定の閾値未満の場合にエラーを出力する
付記２から付記５の何れか一つに記載の伝送方向判定装置。
前記伝送方向判定手段は、前記光検出器の検出した光の信号強度が所定の閾値以上か否かを判定し、当該光の信号強度が所定の閾値以上の場合に前記互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間を伝搬する光の伝送方向を判定し、当該光の信号強度が所定の閾値未満の場合にエラーを出力する
付記２から付記５の何れか一つに記載の伝送方向判定装置。
【0080】
（付記７）
前記部分反射ミラーは、互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間において、前記信号光の伝送路外に前記所定割合の光が反射されるよう固定される
付記２から付記６の何れか一つに記載の伝送方向判定装置。
前記部分反射ミラーは、互いに対向する二つの前記マルチコアファイバの間において、前記信号光の伝送路外に前記所定割合の光が反射されるよう固定される
付記２から付記６の何れか一つに記載の伝送方向判定装置。
【0081】
（付記８）
一方の光ファイバから他方の光ファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記光ファイバのコアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
一方の光ファイバから他方の光ファイバへ伝搬する光を平行光にする第一レンズと、
前記第一レンズから伝搬した光を集光する第二レンズと、
前記平行光の一部を反射する部分反射ミラーと、
前記部分反射ミラーで反射された信号光の強度を測定するために部分反射ミラーの一方の面側と、前記部分反射ミラーの他方の面側とに配置した光検出器と、
前記光検出器それぞれの信号強度から前記光ファイバのコアを伝搬する光の伝送方向を判定する伝送方向判定手段と、
を備える伝送方向判定装置。
【産業上の利用可能性】
【0082】
本発明によれば、マルチコアファイバを利用した光ファイバ通信のコア毎の伝送方向の判定といった用途に適用できる。
【符号の説明】
【0083】
１・・・伝送方向判定装置
１００・・・光学部
１１０・・・中空部
２００・・・伝送方向判定部
１１，１２・・マルチコアファイバ
１１ａ～１１ｄ，１２ａ～１２ｄ，２０ａ～２０ｄ・・・コア
１３・・・ミラー
１９，１９’・・・ダイクロイックミラー
１４（１４ａ～１４ｄ，１４ａ’～１４ｄ’）・・・光検出器
１５，１６・・・レンズ
２０・・・希土類添加マルチコアファイバ
２０’・・・外部クラッド
２０”・・・内部クラッド
１００・・・光学部
１１０・・・中空部
２００・・・伝送方向判定部
１１，１２・・マルチコアファイバ
１１ａ～１１ｄ，１２ａ～１２ｄ，２０ａ～２０ｄ・・・コア
１３・・・ミラー
１９，１９’・・・ダイクロイックミラー
１４（１４ａ～１４ｄ，１４ａ’～１４ｄ’）・・・光検出器
１５，１６・・・レンズ
２０・・・希土類添加マルチコアファイバ
２０’・・・外部クラッド
２０”・・・内部クラッド
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】