JIS C 61280-1-4:2022 光ファイバ通信サブシステム試験方法―第１－４部：一般通信サブシステム―光源エンサークルドフラックス測定 | ページ 2

           4
C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)
EF(i)  エンサークルドフラックスのベクトル
i           Ii及びEF(i)のパラメトリック結果ベクトルで使用する指標パラメータ。
        Ri,()
         ()
Idark  検出器及びデジタイザによって測定される,暗画像の画素強度行列
Iraw   検出器及びイメージデジタイザによって測定される,補正前の光源の画素強度行列
Ir,c   近接場強度行列。これは,検出器によって測定され,U及びIdark..を用いて補正されたIrawに基づ
        く画素強度行列である。
 Ii
  ()   円環画像平滑化強度ベクトル。各々の要素は,与えられた円環画像内の全ての画素の半径座標の
        集合の算術平均である。
NR     1次元近接場を計算するために使用する円環画像の数
Nr     画像の行数。画像内の全ての列は,同じ数の行をもつ。
Nc     画像の列数。画像内の全ての行は,同じ数の列をもつ。
PMax   重心画像における最も強い有効画素
PMin   重心画像における最も弱い有効画素
R      任意の画素の中心を,光学中心X0,Y0を基準として,μm単位で半径座標に表したもの。
Ri()   円環画像平滑化半径ベクトル。各々の要素はi番目の円環画像内の全ての画素の半径の算術平均
        である。
Sc     重心画像におけるTより大きい全ての画素強度の列重み付け加算
SI(i)  円環画像平滑化に使用する強度総和ベクトル
SP     重心画像におけるTより大きい全ての画素強度の総和
SN(i)  円環画像平滑化に使用する画素カウントベクトル
SR(i)  円環画像平滑化に使用する半径総和ベクトル
Sr     重心画像におけるTより大きい全ての画素強度の行重み付け加算
T      重心画像のどの画素が光学中心を決定するために使用されるかを決定するために使用されるしき
        い値。T以上の全ての画素が重心を計算するために使用される。
Ur,c   感度補正行列。暗画像を差し引いた画像に適用し,検出器の画素変換効率の不均一性を低減する。
W      1次元近接場を計算するために使用する円環画像の半値幅。μmで表す。
X0     重心画像の中心のx軸(列)位置
Y0     重心画像の中心のy軸(行)位置

――――― [JIS C 61280 pdf 6] ―――――

                                                                                             5
                                                            C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)

5 試験装置

5.1 共通試験装置

5.1.1 一般事項
  試験装置の構成図を,図1に示す。
               コリメーティング領域
                                                                            コンピュータ
                                       光減衰器c)(任意)
                                                                              イメージ
                                                                検出回路b)  デジタイザa)
       入力ポートd)                                検出器
                    拡大光学系
        注a) イメージデジタイザは,カメラの一部でもコンピュータアドインボードでもよい。
       注b) 検出回路は,通常,カメラ及びデジタイザと一体である。
       注c) 光減衰器は,コリメーティング領域の光路中に配置されるのが最適であるが,全ての光学設計に
            おいてコリメーティング領域へ配置可能とは限らない。コリメーティング領域への配置が不可能
            な場合,光減衰器は光学系の検出器側に配置されることが望ましい。
       注d) 微小位置決め機構(図示なし)が使用される場合,入力ポートは,微小位置決め機構に物理的に
            取り付けられる。
                                     図1−試験装置の構成図
5.1.2 コンピュータ
  取得された画像は何千もの画素を含み,画像をエンサークルドフラックスに縮小するにはかなりの計算
が必要であるため,コンピュータが必要である。コンピュータは,通常,ソフトウェアによる画像の取得
を制御するためにイメージデジタイザに接続され,微小位置決め機構(及び相関二重サンプリングが実装
されている場合には光源)を制御することも可能である。
5.1.3 イメージデジタイザ
  光ファイバコアの近接場は検出器上に結像され,イメージデジタイザによってデジタル化される。イメ
ージデジタイザは,検出器も含むカメラの一体部分であってもよいし,コンピュータのアドインフレーム
グラバボードであってもよい。
  デジタイザ内の自動回路,例えば,ビデオカメラによく見られる自動利得制御は無効にしなければなら
ない。
5.1.4 検出器
  検出器は,一般的にはCCD又はCMOSカメラである。他のタイプのアレイカメラも考えられる。検出
器は名目上線形かつ無記憶性でなければならず,例えば,硫化鉛ビジコン検出器は除外され,光束の絶対
放射測定(光パワーフロー)は不要である。
  検出器内の自動回路,例えば,ビデオカメラによく見られる自動利得制御は無効にしなければならない。
  検出器における画素間の変換感度の違いは,測定の精度に影響を及ぼす。検出器の補正された変換効率

――――― [JIS C 61280 pdf 7] ―――――

           6
C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)
の不均一性は±5 %を超えてはならない。未補正の均一性が5 %より大きい検出器は,画素ごとの感度補正
行列Uを原画像に適用することによって校正し,補正することが可能である。多くの場合,この補正はカ
メラ機能の一部である(したがって,Uの各要素は均一とみなされる)。補正マトリクスは,検出器供給業
者が提供する場合がある。他の場合には,補正行列は,A.2に示す試験手順によって決定しなければなら
ない(附属書A参照)。
  検出器は,無効画素が存在してもよく,これらは補正された変換効率が検出器の平均変換効率の±5 %
を超える画素であり,無効画素は,しばしば,信号を生成しないか,若しくは完全に飽和した信号を生成
し,又は何らかの中間値で固定する。無効画素数が全画素数の0.1 %を超える検出器は排除しなければな
らない。
  ほとんどのカメラ及びイメージデジタイザでは,“黒レベル”の設定は使用者が調整可能である。検出器
は少し雑音があるので,検出器及びデジタイザは,ランダム黒色信号をゼロに切り捨てないことが大切で
ある(一般的なシステムでは,検出器のランダム雑音は飽和レベルの0.5 %未満の標準偏差をもつ。)。確実
に雑音の切り捨てを行わないようにするために,設定可能な場合は,検出器に光が入射していないときに
小さな正の信号(通常は,雑音の標準偏差の少なくとも5倍)を生成するように黒レベルを設定する。
5.1.5 拡大光学系
  検出器が近接場光束分布全体を測定することが可能なように,入射ポートの拡大像を検出器に投影する
適切な光学系を設けなければならない。拡大光学系の開口数は,校正又は測定に使用される光ファイバの
公称開口数(光ファイバの仕様に明記される。)を上回らなければならない。顕微鏡の対物レンズは,この
目的に適していることが多い。
  注記1 顕微鏡対物レンズを使用するとき,この試験装置は,その公称倍率が計算された通常の顕微鏡
          とは異なるので,この試験装置で使用する実際の倍率は,一般的に,対物レンズの側面に銘記
          された公称倍率と異なる。この規格の箇条7に規定する幾何学的な校正手順によって,実際の
          倍率が決まる。
  注記2 測定光源を特性評価する場合,測定精度が重要であるため,光学ひずみは最小限に抑える。レ
          ンズ及び他の光学部品の選択及び適用には注意を払っている。像面湾曲収差補正顕微鏡対物レ
          ンズは,適切な光学系の一例である。IEC 61745:1998に規定された試験手順は,試験装置の光
          学的完全性を評価するために使用可能である。
  注記3 光学系表面からの反射は,エンサークルドフラックスの測定を著しく低下させる可能性がある。
          反射を低減するために,測定波長での反射防止コーティング又は反射制御の他の形態を検討し
          てもよい。
  一旦,校正が実行された後は,検出器と拡大光学系の全ての要素との間の距離を固定しておくことが重
要である。これらの要素間の関係が変更されると,倍率は,再校正が必要となるほど大きく変化すること
が予想される。焦点合わせは,入力ポートと拡大光学系との間の距離だけを変化させることによって実現
しなければならない。
5.1.6 光減衰器
  多くの場合,光源の光束は検出器を飽和させるため,唯一の効果的な解決策は光減衰器を使用すること
である。あらゆる減衰要素は,光学系の開口数を低減してはならず,また,結果としてエンサークルドフ
ラックスを偏らせる強い反射又は光学ひずみの原因となってはならない。
  注記1 光学系において減光フィルタを使用する場合,幾何学的なひずみが生じる場合がある。

――――― [JIS C 61280 pdf 8] ―――――

                                                                                             7
                                                            C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)
  注記2 光学中心画像と測定光源の画像との間の減衰量を変更すると,測定光源の光学中心の位置が光
          学中心画像を使用して決定された位置から離れ,結果として,動径データ関数に誤差が生じる
          可能性がある。
5.1.7 微小位置決め機構(任意)
  微小位置決め機構は,試験装置の任意の部分である。試験装置の設計によっては,光ファイバコネクタ
(以下,光コネクタという。)フェルールの形状に沿うことで,微小位置決め機構なしで像を完全に検出器
上に配置することが可能である。多くの実装形態では,焦点調節(Z軸)だけが必要であり,場合によっ
ては,試験装置の設置又は保守のときだけ,三つの軸全ての位置合わせを必要とする場合がある。光ファ
イバコア像を検出器上に配置するためにフェルールを使用することは,8.3によって必要とされる光学中
心を見つける要求事項を緩和しない。
  使用する場合,微小位置決め機構の目的は,光ファイバ端面の投影像の焦点を検出器に合わせ,試験装
置の倍率を決定することである(箇条7参照)。機械的ロック機構又は同等の機構は,測定中の機械的変動
を防止するために,三つの軸全てに必要である。微小位置決め機構は,任意選択でモータによって駆動す
ることが可能で,任意選択でフィードバック機構を使用して,ステージの実際の位置(すなわち,光ファ
イバ端面)を制御することが可能である。幾何学的な校正を微小位置決め機構(箇条7及び附属書Cを参
照)を用いて行う場合,性能要求事項は附属書Bに記載している。それ以外の場合,唯一の性能要求事項
は焦点軸にあり,焦点軸は,必要な測定精度を実現するため,光ファイバ端面を正確に焦点に移動させる
ために十分な高分解能を備えている必要がある。
5.1.8 入力ポート
  入力ポートは,校正ジグ及び測定試料が試験装置に接続される場所である。入力ポートの特徴は,特性
評価される光源の種類によって異なる。
  送信光源を特性評価する場合,入力ポートは,試験光ファイバコードの遠端である。試験光ファイバコ
ードの近端は,検出器上に結像され,微小位置決め機構が使用される場合,近端は,微小位置決め機構に
取り付けられる。
  測定光源を特性評価する場合,入力ポートは一般的にコネクタ隔壁又は同等なものである。微小位置決
め機構を使用する場合,隔壁は微小位置決め機構に取り付ける。
  特定の要求事項については,5.2及び5.3を参照。
5.1.9 校正用光源
  校正用光源は,試験装置を校正するときに使用される(箇条7参照)。この光源を試験光ファイバコード
を照らすために使用するとき,校正用光源は光ファイバコードのモードを励振しなければならない。必要
に応じて,光ファイバのより均一な励振を確実にするために,選択された校正用光源とともにモードスク
ランブラが使用可能である。モードスクランブラについては,IEC 60793-1-41を参照。
  タングステン−ハロゲンランプ,キセノンアークランプ,又は発光ダイオードのようなスペクトル幅が
広いインコヒーレント光源は,試験光ファイバコードの光ファイバを励振するために使用可能である。測
定光源の特性評価のために試験装置を校正する場合,校正用光源の中心波長は,試験される光源の公称波
長の30 nm以内でなければならず,そのスペクトル幅(半値全幅)は,100 nm以上でなければならない。
送信光源の特性評価のために試験装置を校正する場合,校正用光源のスペクトル特性は特定されないが,
そのスペクトルは特性評価される光源に類似していることが望ましい。選択した校正用光源は,測定を行

――――― [JIS C 61280 pdf 9] ―――――

           8
C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)
うために十分な時間にわたって強度が安定していなければならない。

5.2 送信光源試験装置

5.2.1 一般事項
  送信光源を特徴付ける場合,試験装置の入力ポートは,試験光ファイバコード及びファイバ加振器の二
つの要素からなる(図2参照)。
                      光源制御(任意)
                                              コンピュータ
                                    遠端                  近端
                     校正用光源
                                              光ファイバ
                     送信光源1
                                                                      光コネクタ
                                              加振器
                     送信光源2
                                         試験光ファイバコード
                     送信光源N
                                   図2−送信光源測定の構成例
5.2.2 試験光ファイバコード
  試験光ファイバコードの目的は,クラッドモードを除去し,試験光ファイバコードの一部を機械的にた
わませることによってスペックルを平均化することである。試験光ファイバコードは,マルチモード送信
用の光源を試験する場合にだけ使用される。
  試験光ファイバコードは,その長さが10 m以上で,ゲルマニウム添加近放物線グレーテッドインデッ
クス溶融石英マルチモードガラスで作られた,50 μm又は62.5 μmのいずれかのコア径をもつJIS C 6832
のA1ファイバでなければならない。試験光ファイバコードは,それぞれの端部にコネクタをもつ単一の
切断されていない長さの光ファイバからなる。試験光ファイバコードのコネクタは,光ファイバがマルチ
モードであっても,シングルモードの機械的公差をもつ。
5.2.3 ファイバ加振器
  ファイバ加振器の目的は,試験光ファイバコード内の様々なモードの経路長差を変えることであり,画
像が平均化されるにつれて,平均化された画像内のスペックルが確実に低減される。スペックル低減は,
様々な方法で実現可能で,エンサークルドフラックス測定の再現性を確保する上で,十分なものでなけれ
ばならない。スペックルを低減するためには,機械的なデバイスを用いて試験光ファイバコードを加振す
ることが必要である。
  試験光ファイバコードの一部は,測定中(三つの独立した加振機構を使用して)名目上直交する3方向
の各々で連続的に機械的に加振しなければならず,測定周期中に3方向の各々で,少なくとも100回の加
振サイクルを行わなければならない。3方向の加振周波数は,3回の加振サイクルが中間加振周波数の500
サイクルごとに1回以上の頻度で同期しないように選択しなければならない。

――――― [JIS C 61280 pdf 10] ―――――

次のページ PDF 11