JIS C 5935:2005 光伝送用レンズ試験方法

                                                                                   C 5935 : 2005

まえがき

  この規格は,工業標準化法に基づいて,日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日
本工業規格である。
  この規格の一部が,技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実
用新案登録出願に抵触する可能性があることに注意を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,
このような技術的性質をもつ特許権,出願公開後の特許出願,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録
出願にかかわる確認について,責任はもたない。

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C 5935 : 2005

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1. 適用範囲・・・・[1]
•  2. 引用規格・・・・[1]
•  3. 定義・・・・[1]
•  4. 試験の状態・・・・[2]
•  4.1 標準状態・・・・[2]
•  4.2 基準状態・・・・[2]
•  4.3 判定状態・・・・[2]
•  4.4 試験場所の状態・・・・[2]
•  5. 外観及び構造・・・・[2]
•  6. 光学的性能試験・・・・[2]
•  6.1 共通装置・・・・[2]
•  6.2 準備・・・・[3]
•  6.3 マイクロレンズ公差パラメータ・・・・[3]
•  6.3.1 結合効率・・・・[3]
•  6.3.2 位置ずれ許容値・・・・[7]
•  6.3.3 実効集光効率・・・・[9]
•  6.4 波面収差・・・・[11]
•  6.4.1 装置・・・・[11]
•  6.4.2 試験・・・・[11]
•  6.4.3 個別仕様書に規定する事項・・・・[16]
•  6.5 実効焦点距離・・・・[16]
•  6.5.1 装置・・・・[16]
•  6.5.2 試験・・・・[16]
•  6.5.3 個別仕様書に規定する事項・・・・[18]
•  7. 機械的性能試験・・・・[18]
•  7.1 球レンズの真球度・・・・[18]
•  7.1.1 装置・・・・[18]
•  7.1.2 試験・・・・[18]
•  7.1.3 個別仕様書に規定する事項・・・・[19]

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                              C 5935 : 2005

光伝送用レンズ試験方法

Measurement methods of lenses for fiber optic transmission

序文

 この規格は,1999年に制定された JIS C 5934“光伝送用レンズ通則”に対応した光伝送用レンズの
共通的な試験方法を規定するために作成した日本工業規格(日本産業規格)である。

1. 適用範囲

 この規格は,主に光伝送に使用する光伝送用マイクロレンズの試験方法について規定する。

2. 引用規格

 次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成す
る。これらの引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
  JIS B 7094 写真レンズ焦点距離の測定方法
  備考 ISO 517: 1996 Photography - Apertures and related properties pertaining to photographic lenses - Designations
           and measurements  からの引用事項は,この規格の該当事項と同等である。
    JIS C 5860 空間ビーム光用受動部品通則
   JIS C 5901 光伝送用受動部品試験方法
   JIS C 5934 光伝送用レンズ通則
   JIS C 60068-1 環境試験方法−電気・電子−通則
   備考 IEC 60068-1: 1988 Environmental testing. Part 1: General and guidanceが,この規格と一致している。
    JIS Z 8120 光学用語

3. 定義

 この規格で用いる主な用語の定義は,JIS C 5860,JIS C 5901,JIS C 5934によるほか,次によ
る。
a) 標準光源  使用波長範囲において,波面収差が十分に小さく,必要十分な可干渉性をもち,出力安定
    度が必要十分な光源。通常He-Neガスレーザなどの気体レーザ,固体レーザ,半導体レーザ(以下,
    LDという。)が用いられる。また,発光ダイオード(以下,LEDという。)なども適切な補正光学系
    を併用して用いることができる。
b) 標準レンズ 使用波長において,かつ有効径内で,所定の倍率において透過波面収差が必要十分に小
    さく内部反射損失を含む透過損失が既知のレンズ。通常使用波長において,有効径と実効焦点距離又
    は実効NAが明示され,反射防止コートが施されている。光学顕微鏡の対物レンズなどがこの例に該
    当する。
c) ビーム縮小光学系 焦点距離がそれぞれf1,f2(f1≧f2)のレンズ1とレンズ2を共焦点の配置に設定
    したレンズ系。平行光ビームは,この系により径が縮小された平行光ビームに変換される。ビーム縮
    小倍率は,f2/f1で与えられる。ビームエクスパンダの逆光学系。
d) 測定用光ファイバ 標準レンズとの結合損失の無視できる光ファイバで,標準レンズから収束する全
    光束を受光するのに十分に大きなNAとコア径をもつもの。端面は,使用する目的に従って垂直又は

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    傾斜した角度をもつ。また,場合によっては無反射コーティングを施す。
e) コリメータ レンズ又は反射鏡の焦点位置にスリット,ピンホールなどを置いて,これを通過した光
    を平行光線束とする器具。
f) 開口絞りの像 光学系に挿入した所定の開口絞りをレンズにより供試マイクロレンズの瞳面,標準レ
    ンズの瞳面,又は光パワーメータの受光素子の上に結像した像。供試マイクロレンズにおいては有効
    径,すなわち波面収差が既知の領域を規定する。

4. 試験の状態

4.1 標準状態

 試験及び測定は,特に規定がない限り,JIS C 60068-1の5.3による標準状態[温度1535℃,
相対湿度2585%, 気圧86106kPa (8601060mbar)   ]のもとで行う。ただし,この標準状態における測
定値による判定に疑義を生じた場合,又は特に要求された場合は,4.3による。また,換算を必要とする場
合は,4.2による。

4.2 基準状態

 基準状態は,JIS C 60068-1の5.1による基準状態[温度20℃,気圧101.3kPa(1013mbar)   ]
とする。ただし,温度だけをもって基準状態としてもよい。

4.3 判定状態

 判定状態は,JISC 60068-1の5.2による判定状態I,温度2級及び湿度2級[温度20±2℃,
相対湿度6070%,気圧86106kPa(8601060mbar)   ]とする。

4.4 試験場所の状態

 試験場所は,ごみ,ほこりなどがないよう,十分に清潔にしておく。また,風や
振動などの外乱がないよう,十分に留意する。

5. 外観及び構造

 JIS C 5901の5.(外観及び構造)の規定による。

6. 光学的性能試験

6.1 共通装置

a) 光源 光源は,特に規定がない限り標準光源を用いる。また通常,波面収差は使用波長においてλ/
    10以下,出力安定度は±0.05dB/hのものを用いる。その詳細は,個別仕様書に規定する。
b) レンズ レンズは,特に規定がない限り標準レンズを用いる。また,通常,波面収差は使用波長にお
    いてλ/10以下のものを用いる。その詳細は,個別仕様書に規定する
c) 開口絞り 開口絞りは,特に規定がない限り円形の絞りを使用する。
d)  コリメータ コリメータは,特に規定がない限り,開口絞りの最大径よりも大きいビーム径をもつも
    のを使用する。また,波面収差は使用波長において,λ/10以下のものを用いる。その詳細は,個別
    仕様書に規定する
e) 光ファイバ 供試光ファイバ及び測定用光ファイバは,特に規定がない限り測定精度に影響を与えな
    いように,クラッドモードが十分に除去できる長さをもち,かつ,光ファイバ自体の光損失が,供試
    マイクロレンズの結合損失に比べて十分に小さいものを使用する。特に,単一モード光ファイバの場
    合,例えば長さ2mで直径約50mmの2つのループをもつモードフィルタをその光路に配置し,クラ
    ッドモードを除去する。その詳細は,個別仕様書に規定する。
f) ビーム縮小光学系   ビーム縮小光学系は,レンズ1の後側主点又はその近傍に,あらかじめ径の知ら
    れた開口絞りを組み込まれたものを用いる。また,波面収差は使用波長において,λ/10以下のもの
    を用いる。その詳細は,個別仕様書に規定する。
g) 光パワーメータ光パワーメータは,特に規定がない限り測定範囲での偏光依存損失を含む直線性誤
    差が0.05dB以内で,測定に必要な感度,ダイナミックレンジが十分に得られるものを使用する。受光

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    素子は,感度分布が一様で,有効受光径が,入射光パワー測定用光ファイバのコア径,供試光ファイ
    バのコア径,及び供試マイクロレンズの有効径に対して十分に大きいものを用いる。受光面でのパワ
    ーは受光素子の飽和レベルよりも10dB以上低いことが望ましい。
h) 撮像素子 撮像素子は,測定する波長に対して感度分布が一様で,ダイナミックレンジが十分に得ら
    れるものを使用する。また,所定の解析を行うのに十分な空間分解能をもつ面型のものを用いる。
i) 半透鏡 半透鏡は,特に規定がない限り吸収率0.5%以下であり,開口絞りの最大径よりも大きい有効
    面積をもつものを使用する。部分反射コーティングをもつ面に対向する面には,無反射コーティング
    を施したものを用いる。また,波面収差は,使用波長においてλ/10以下のものを用いる。
j) 鏡 鏡は,特に規定がない限り反射率98%以上(両偏光成分とも),波面収差λ/10以下であり,光束
    径よりも十分に大きい有効面積をもつものを使用する。

6.2 準備

 測定結果に疑義が生じないために,必要がある場合は一時間以上測定環境中に供試マイクロ
レンズを放置しておく。また,測定の前後を通じて供試品に過度の通風,日光その他の熱源からの直接の
熱放射など,測定に影響を及ぼすような要因が入らないようにする。
  なお,入出射光部は,ごみなどのないように十分に清潔に保つこと。

6.3 マイクロレンズ公差パラメータ

6.3.1 結合効率

6.3.1.1 装置 装置は次による。
a) 光源 光源は,6.1の条件を満たすものを使用する。
b)  コリメータ コリメータは,6.1の条件を満たすものを使用する。
c) ビーム縮小光学系 ビーム縮小光学系は,6.1の条件を満たすものを使用する。
d) 開口絞り 開口絞りは,6.1の条件を満たすものを使用する。
e)  レンズ レンズは,6.1の条件を満たすものを使用する。
f) 光ファイバ 光ファイバは,6.1の条件を満たすものを使用する。
g) 光パワーメータ 光パワーメータは,6.1の条件を満たすものを使用する。
6.3.1.2 試験 結合効率は,供試マイクロレンズの有効径を通過した光パワーに対する,供試ファイバに
受光される光パワーの比率により求められ,次に示す方法14によって測定する。
  備考 方法1及び2は供試マイクロレンズを無限共役比で使用する場合に用いられる“平行変換系”と
呼ばれる方法であり,方法3及び4は供試マイクロレンズを有限共役比で使用する“結合系”と呼ばれる
方法である。
a) 方法1(平行変換系において,開口絞りで有効径を規定する方法)
  1)  図1のように,供試マイクロレンズにコリメート光が供給されるように,レンズ1の実効焦点位置
に6.1 e)に定められた長さの光ファイバの一端を,レンズ1の瞳面に波面収差が既知の領域を規定する大
きさの開口絞り1を,それぞれ配置する。レンズ1は,供試マイクロレンズと等しい実効焦点距離でレン
ズ1以上の実効NAをもつレンズを使用することが望ましい。供試マイクロレンズの瞳面に開口絞り2を,
供試マイクロレンズの実効焦点位置に6.1 e)に定められた長さの供試光ファイバの一端を,それぞれ配置
する。開口絞り2の大きさで供試マイクロレンズの有効径を規定する。光パワーメータの出力値が最大に
なるように供試マイクロレンズの位置を調整してP1を測定する。供試光ファイバに端面反射損失や伝搬損
失がある場合,P1には当該損失を補正した値を使用する。供試マイクロレンズの瞳面に開口絞り2を配置
できない場合,瞳面近傍の配置可能な位置に開口絞り2を配置してもよい。また,供試マイクロレンズの
開口を有効径とする場合,開口絞り2を省略してもよい。

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