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C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)
ファイバ加振機構は,光ファイバに大きな振幅の動作と屈曲を引き起こす限り,どのような設計でもよ
い。25 mmを超える光ファイバの横方向の変位を推奨する。ファイバ加振器は,光ファイバを確実に保持
するための光ファイバ保持固定具を含む。
図3に示す一つの例示的な機構は,3層の8字型配列でコイル状に巻かれた3巻きの光ファイバを備え,
ループはそれぞれ直径が約120 mmである。モータ駆動の偏心器は,スライダを毎秒約1往復で前後に駆
動し,25 mmの振幅で8字型コイルの一つのループを交互にへん(扁)平及び伸縮させる。このような直
列の三つの機構は,試験光ファイバコードの光ファイバの約3×3×(2×π×0.120)=6.8 mを使用する。
注記1 視覚的に明瞭にするために,三つのうちの一つの8字型ループだけをここに示している。光
ファイバの動きの伝達を防止する弾性ファイバクランプに加えて,光ファイバを指定の位置
に固定するためにファイバクリップが使用される。ルーズファイバクリップは図示していな
い。
注記2 図に示すとおり,光ファイバは約25 mmのピーク·ツー·ピーク振幅で前後に揺さぶられ,
一つのファイバループをひず(歪)ませる。
図3−ファイバ加振器の例
別の例示的な方法は,大きなファンの前に光ファイバの大きな緩いループを掛けて,これらのループに
風を吹き付けることであり,ファンの流れの中の乱流が運動をランダム化する。
注記1 ファイバ加振器に出入りする光ファイバ端部は,接続点における光ファイバの移動を防止する
ために機械的に固定又は安定化されている。さらに,ファイバ加振器は,振動が試験装置全体
の接続点,又は微小位置決め機構,検出器,若しくは拡大光学系に伝達しないように,試験装
置の他の部分から機械的に分離する。振動の低減は,ファイバ加振器が静的及び動的にバラン
スがとれており,全ての可動構成要素の重さが軽い場合,容易である。
注記2 測定周期(100ストロークを含む。)と画像の取得時間との間には必要な関係はない。一般的に
は,各々の測定周期において,多くの個別の画像が撮影され,後にコンピュータによって合計
又は平均化される。この手法は,検出器の飽和を回避するのに役立ち得る。検出器及びデジタ
イザは,独立して同等の機能を実行することが可能である。この手法で,100回の加振サイク
ルを平均化すると,画像には比較的スペックルが存在しなくなる。
5.3 測定光源試験装置
5.1に示す試験装置は,測定光源の特性評価に十分である。光ファイバ加振又は他のスペックル低減手法
は使用しない。
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C 61280-1-4 : 2022 (IEC 61280-1-4 : 2009)
注記 この規格は,著しいスペックルを表示するOptical time domain reflectometer(OTDR)送信器の特
性評価には対応していない。この規格の草案の時点で,OTDRのエンサークルドフラックスの特
性評価は,依然として調査の対象であった。
6 試料及び標本
この規格の使用者の定義に従って,試験する光源を選択及び準備しなければならない。また,この規格
の使用者は,使用した試料及び準備した試験手順を文書にしなければならない。試験中の光源に関する唯
一の要求事項は,それらが検出器と適合する動作波長をもち,試験装置の入力ポートと適合する光コネク
タ又は接合手段を備えることである。それ以外の光源の構造の詳細は,指定していない。
レーザを認定する場合,レーザが発光ダイオード(LED)としてではなく,常にレーザとして動作する
ことを確実にするために,レーザ駆動電流は,十分でなければならない。
7 幾何学的校正
この測定手順の精度にとって,試験装置の校正は,重要である(校正が補正可能な雑音·誤差の種類に
ついてはA.4を参照)。校正は定期的に実施しなければならず,少なくとも毎月実施することが望ましい。
測定間隔中に校正点が著しくドリフトすることが識別された場合,ドリフトの発生源を特定し,排除しな
ければならない。試験装置を分解したり,光路内又は光路に影響を与える部品を操作した場合は,測定を
行う前に,校正を行わなければならない。
幾何学的校正の目的は,1画素当たりのマイクロメートルの単位をもつ,倍率係数SX及びSYを計算す
るために必要な測定データを取得することである。これらの係数は,カメラ座標を光ファイバ端面座標に
変換するために使用される。これらの倍率係数は,IEC 61745:1998[具体的には2.3.4.1(Scaling factor)]
を使用するか,又は附属書Bに示す微小位置決め機構を使用することによって得ることが可能である。微
小位置決め機構の校正方法は,試験装置が送信光源を認定するために使用する場合に適応可能な校正方法
である。IEC 61745:1998に記載されている方法は,全ての種類の光源に適した校正方法である。送信光源
で使用するための校正は,微小位置決め機構を使用した方法で行ってもよい。
8 測定試験手順
8.1 安全
光源として発光ダイオード又はレーザ光源を使用する全ての試験手順は,JIS C 6802に適合した安全措
置を講じて実施しなければならない。
8.2 画像取得
8.2.1 原画像取得
8.2.1.1 一般事項
画像の取得は,エンサークルドフラックスの測定の重要なプロセスである。画像取得の手段は,測定さ
れる光源の一般的な特性に依存する。送信光源画像を取得する場合,何らかの形式の平均化が必要なので,
ファイバ加振器が必要である。一方,測定光源はファイバ加振器を必要とせず,通常,それらの光強度は
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非常に短い検出器積分時間で十分である。これらの点については,次の箇条に記載する。
いかなる場合でも,この箇条から得られる原画像は未補正強度Irawの行列であり,その次元はNr行×Nc
列である。
8.2.1.2 送信光原画像取得
送信光源はファイバ加振器を必要とし,その結果生じる画像は,ファイバ加振器の100サイクル以上に
わたって積分しなければならないため,長い積分時間が必要である。必要とされる積分を実現するために,
直接的な検出器積分及びデジタル画像蓄積を用いてもよい。一般的な試験手順は,多数のフレームを取得
し,それらを画素単位で数値的に合計又は平均化することである。この手法は,スペックルを効果的に低
減するために十分な加振サイクルを積分しながら,スペックルノイズによる飽和を防止する。
8.2.1.3 測定光源画像取得
一般的な測定光源は,使用可能な原画像に到達するために,一度だけの短期間の検出器積分を必要とす
る。これらの光源は,十分にインコヒーレントであり,良好なダイナミックレンジを容易に得るために十
分な強度をもつが,検出器をその線形領域内で動作させるためには減衰が必要な場合がある。
注記 OTDR測定光源は,この手法に重大な課題を提示しており,調査されていない。
8.2.2 暗画像の取得
暗画像は,検出器及びデジタイザからの暗電流及び直流オフセットについて,画素単位で原画像を補正
するために使用される。暗画像を取得するとき,検出器積分時間及びデジタル画像の累積数は,Irawを取得
するために使用したものと同じでなければならない。暗画像は,光が光学測定系に入らないように試験装
置の入口を遮光した状態で取得される。その結果得られる画像が,行列Idarkである。
一部の測定系では,暗画像は,全てのピクセルに対して一定であると仮定するのに十分に均一であるこ
とが示される。このとき,Idarkの各要素はゼロとみなすことが可能である。平均ダークレベルは,9.2に規
定するベースライン減算手順によって,結果のデータから除去される。
8.2.3 補正後画像
補正後画像行列Iは,行列Iraw,Idark及びUから計算する。
Ir,c Idark r,c )*Ur,c
(Iraw r,c (1)
注記1 アスタリスク(*)演算子は,要素ごとの乗算を示す。
注記2 カメラが補正なしで十分に均一であり,9.2のベースライン減算を行う場合,補正は不要である
ため,IをIrawに設定することが可能である。
8.3 光学中心の決定
8.3.1 一般事項
エンサークルドフラックスは,マルチモード光ファイバのコアの光学中心に対して計算される。コヒー
レント光源は,少なくとも短い距離にわたって,光ファイバコアの中心に対して対称ではない近接場を生
成することが知られている。一般的にコヒーレントな送信光源を測定する場合,試験光ファイバコードの
光学中心は,送信光源自身の近接場像から決定することは不可能である。その代わりに,試験光ファイバ
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コードの中心は,そのコアを校正用光源で照らし,その結果得られる近接場の重心を見つけることによっ
て決定される。
注記 送信光源では,エンサークルドフラックスの測定に,二つの個別の画像(中心合わせのための画
像及び測定される光源の画像)を必要とするので,減衰量設定はより困難である。前述(5.1.6)
のとおり,二つの画像間の減衰量を移動又は変更することによって,画像の光学中心が移動する
可能性がある。両画像に対して一つの減衰器設定を使用することを推奨する。
8.3.2 重心画像
重心画像は,マルチモード光ファイバコードの光学中心を決定するために使用される画像である。上述
のとおり,送信光源の重心画像は,校正用光源によって照らされた試験光ファイバコードの画像である。
測定光源については,光ファイバの光学中心を見つけ,エンサークルドフラックスを計算するために,同
じ画像を使用しなければならない。8.1を用いて重心画像を取得する。
注記 送信光源重心画像は,試験光ファイバコードの光学中心が検出器に対して十分に安定している限
り,任意の回数のエンサークルドフラックス測定に対して使用が可能である。微小位置決め機構
を使用する場合,微小位置決め機構の安定性,及び周囲環境の適正な制御は,試験光ファイバコ
ードの所定位置への固定保持を確実にするのに役立つ。
8.3.3 重心計算
重心画像を使用して,各デカルト軸の重心を個別に見つけることによって,近接場の中心が計算される。
重心を見つけるためには,まず,重心画像全体における最も明るい有効画素PMax及び最も暗い有効画素
PMinをそれぞれ見つけ(無効画素を使用すると,Tの決定が損なわれる),次いで,しきい値Tを式(2)によ
って計算する。
T=0.1(PMax−PMin)+PMin (2)
次に,行インデックスr及び列インデックスcにわたって,T未満の強度をもつ画素を除く全ての画素
について次の三つの総和を,式(3)によって計算する。
Nr Nc
0 (,)
Irc T
SP
(,)
Irc
r 1 c 1 (,) ≧T
Irc
Nr Nc
0 (,)
Irc T
Sr (3)
(,)
rIrc
r 1 c 1 (,) ≧T
Irc
Nr Nc
0 (,)
Irc T
Sc
(,)
cIrc
r 1 c 1 (,) ≧T
Irc
最後に,重心X0,Y0を,式(4)によって計算する。
Sc
X0
SP
(pdf 一覧ページ番号 )
Sr
Y0
SP
8.4 試験光源の画像取得
試験光源の画像を取得するために,試験光源を試験装置に接続し,試験光源に電圧を印加する。必要に
応じて試験光源を,試験の十分前に電源を入れるなど暖気してから,8.2を用いて試験光源の画像を取得す
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る。
9 エンサークルドフラックスの計算
9.1 動径データ関数の計算
最初の計算手順は,8.3.3で定義される光ファイバの光学中心X0,Y0を中心とする,幅2W(Wは特に指定
のない限り0.2 μmである。)の円環画像の内側の画素を平均化することによって,2次元画素データを1次
元動径関数に変換する。円環画像の間隔はWマイクロメートルであるが,得られる動径データ関数におけ
る円環画像の半径方向の座標は,円環画像内画素半径方向の座標の半径重心となる。
図4に,フィルタリングの概念を示す。正方形グリッドの要素は,画像の画素を示す。光学中心X0,Y0を
中心とする二つの円環画像が示されている。外側の円環画像は垂直にハッチングされ,内側の円環画像は
水平にハッチングされている。各円環画像の幅は2Wをもち,Wの幅の領域で重なり合う。図中の重複領
域はクロスハッチングされている。灰色の画素は,中心が外側円環画像の境界の内側にあるので,外側円
環画像に平均化される画素である。
3W
X0,Y0
図4−画素及び円環画像の図
次の手順を使用して,動径関数を計算する。
a) 完全な円環画像の最大半径を決定する。この手順は,画像の境界で切り捨てられることなく画像に適
合する最大円環画像を見つける。画像の中心から画像の端までの最短距離を計算する。
DL SX
X 0
DR X(
SN c X0 )
DT SY
Y 0 (5)
DB Y(
SNY r 0)
D L,
min(DDDDR, T, B)
ここで,minは,四つの距離の最小値を見つける。次に,円環画像の数NRを次のように計算する。
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JIS C 61280-1-4:2022の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 61280-1-4:2009(IDT)
JIS C 61280-1-4:2022の国際規格 ICS 分類一覧
- 33 : 電気通信工学.オーディオ及びビデオ工学 > 33.180 : 光ファイバ通信 > 33.180.01 : 光ファイバシステム一般
JIS C 61280-1-4:2022の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC6802:2014
- レーザ製品の安全基準
- JISC6832:2019
- 石英系マルチモード光ファイバ素線