JPH02275334A - 屈折率分布の測定方法及び測定装置 - Google Patents

屈折率分布の測定方法及び測定装置

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JPH02275334A
JPH02275334A JP9705589A JP9705589A JPH02275334A JP H02275334 A JPH02275334 A JP H02275334A JP 9705589 A JP9705589 A JP 9705589A JP 9705589 A JP9705589 A JP 9705589A JP H02275334 A JPH02275334 A JP H02275334A
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一郎 山口
Tadakatsu Shimada
忠克 島田
Kazuo Kamiya
和雄 神屋
Toshiyuki Suzuki
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/412Index profiling of optical fibres

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、例えば光フアイバ用プリフォームやロッドレ
ンズに使用される円柱ガラスの屈折率分布の測定方法及
び装置に関するものである。
【従来の技術】
光フアイバ用プリフォーム(母材)やロッドレンズに使
用される円柱ガラスは、半径方向の屈折率がほぼ2乗分
布、軸方向の屈折率は均一になっている。これを線引き
して光ファイバが形成される。線引き前のプリフォーム
の屈折率分布を正確に測定することが良好な製品を得る
ために必要である。 この屈折率分布の測定法には従来からの種々の方法があ
る。例えば特開昭63−95336号公報あるいは特開
昭63−95337号公報には光フアイバ用のプリフォ
ームの中心軸と垂直方向から光線を入射し、その出射光
の出射角を求めてプリフォームの屈折重分布を測定する
方法が開示されている。特開昭63−95336号公報
に開示された屈折率分布の測定法は、第8図に示すよう
にプリフォームから出射されTVカメラの観察面43に
投影された出射光の0次の回折光スポット30.1次の
回折光スポット31.2次の回折光スポット32・・・
の中から0次の回折光スポット30を2次元的に解析し
て取り出し、この0次の回折光スポット30のX座標x
rと出射光学系の焦点比11fとから出射角φを φ= jan−’ (xr/fl で求めている。そしてこの出射角φからプリフォームl
の屈折率分布n(rlを次式 %式% で算出している。 特開昭63−95336号公報に開示された屈折率分布
の測定方法は、出射光学系にスリットを設けて出射光の
0次の回折光スポット30だけを取り出すことにより、
高次の回折光スポットの影響を受けずに屈折率分布を測
定している。
【発明が解決しようとする課題】
第9図に示すように、光フアイバ用のプリフォーム1の
中心軸2に垂直な平面Pを通り、中心軸2の垂直方向か
ら入射した入射光線41はプリフォームlで屈折し、プ
リフォームlからの出射光線42は平面Pと垂直な投影
面Qに至る。この入射光線41と出射光線42の点a、
b、cはプリフォーム1の軸方向の屈折率に変化がない
場合は平面P上に存在する。なお、dは入射光線41の
延長線と投影面Qの交点を示す。 プリフォームlを例えばVAD法で軸方向にガラスを成
長させていくときに、そのガラス内に脈理が生じ、軸方
向の屈折率分布に変動が生じことがある。脈理があるプ
リフォームに入射光線41を入射させると、出射光線4
2は散乱し、第8図に示すように投影面Q上の点Cを通
る直線43上に分散する。そして場合によっては最大強
度となる0次の回折光スポットの位置が第8図の点eで
示す位置へ移動し、点Cにおける光の強度がほとんどな
くなることもある。 このため、従来例のように0次の回折光スポットの位置
を測定して出射角Φを求める方法であると、第1O図に
示すようにプリフォーム1の脈理が強い領域51.52
で出射角Φが正確に測定されず誤差が生じてしまう。こ
の誤差がある出射角φにより屈折率分布を求めると、求
めた屈折率分布は第11図に示すように脈理の大きい部
分で太き(変動し、正確な屈折率分布を得ることが困難
であるという問題があった。 本発明はかかる問題を解決するためになされたものであ
り、脈理があるプリフォームであっても正確に屈折率分
布を得ることができる測定方法と測定装置を得ることを
目的とするものである。
【課題を解決するための手段] 上記課題を解決するための本発明を適用する屈折率分布
の測定方法は、軸方向には均一な屈折率、径方向には屈
折率分布が変化する円柱ガラスの中心軸と垂直方向から
光線を入射し、その出射角を測定して屈折率分布を算出
する屈折率分布の測定方法において、出射光の投影され
たスポット形状を直線近似し、この直線と円柱ガラスの
中心軸と垂直で入射光が通る平面との交点の位置を測定
して出射角を求めることを特徴としている。 同じ(本発明を適用する屈折率分布の測定装置は、円柱
ガラスの中心軸と垂直方向から光線を入射する入射光学
系と、該入射光学系から入射して同軸円柱ガラスを通っ
た出射光の投影像を検出する撮像手段と、該撮像手段で
検出した出射光のスポット形状を直線近似する演算手段
と、該演算手段で算出した直線と同軸円柱ガラスの中心
軸と垂直で入射光が通る平面との交点の位置を求める位
置算出手段と、該位置算出手段で算出した交点の座標か
ら出射角を演算する出射角演算手段とを有している。 【作用] 上記本発明の装置を用いた本発明の測定方法では1円柱
ガラスの中心軸と垂直方向入射した光の出射光の散乱さ
れた像のすべての位置データを演算手段で2値化して直
線近似し5この近似直線と入射光が通る平面との交点の
位置により出射角を求めるから、出射角を求めるための
データが多くなり出射角の測定精度を向上すると共に出
射光の像が入射光が通る平面上にはなくても出射角を求
めることができる。 【実施例】 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 第1図、第2図は本発明の一実施例の概略構成を示し、
第1図は光フアイバ用のプリフォームlの中心軸2と同
方向であるy軸方向から見た平面図、第2図はy軸と垂
直なX軸方向から見た側面図である。図において、3は
プリフォーム1を装着したセルであり、セル3内にはプ
リフォーム1の表面における急激な屈折率変化を除くた
めにマツチングオイル4が満たされている。5はセル3
が設置された移動テーブルであり、移動テーブル5によ
りプリフォーム1がX軸とy軸方向に移動される。 6は例えばHe −N eレーザ発振器からなる光源、
7は入射光学系であり、入射光学系7は光源6からの入
射光をプリフォームlの中心で最小になるように収斂し
ている。8は第8図において投影面Qで示したようにプ
リフォーム1から出射した出射光9の投影像を形成する
スクリーン、lOはスクリーン8に投影された投影像を
観察するTV左カメラ11はTVカメラIOで得た投影
像の位置から出射角をもとめて屈折率分布を演算する制
御部である。 第3図は制御部11の構成を示すブロック図である。図
において、12はTVカメラIOで観察したスクリーン
8上の投影像のデータを蓄えるフレームメモリ、13は
フレームメモリ12に蓄えられたデータを2値化し直線
近似を行なう演算手段、14は演算手段13で得た直線
とプリフォーム1の中心軸2と垂直で入射光が通る平面
すなわち第8図における平面Pとの交点を求める位置算
出手段、15は位置算出手段14で求めた交点の座標か
ら出射角φを演算する出射角演算手段である。16は出
射角演算手段で演算した出射角φによりプリフォームl
の屈折率分布を演算する屈折率分布演算手段、17は表
示部および記録部からなる出力手段である。 プリフォームlの屈折率分布を測定するときは、まず光
源6から送られ第4図に示すようにプリフォーム1を通
って散乱された出射光9のスクリーン8上における各投
影像30〜32をTVカメラlOで観察し、その出力信
号をフレームメモリ12に取り込む。次に、フレームメ
モリ12に蓄えられた各投影像のデータを演算手段13
で2値化して最小2乗法により直線近似を行ない、第4
図に示す近似直線20を求める。その後、位置算出手段
14で近似直線20とプリフォーム1の中心軸2と垂直
で入射光が通る平面、すなわち第4図に示すX軸との交
点xcを求め、プリフォームlの中心を通る出射光の投
影像を基準点Oとした交点Xcの座標値から出射角演算
手段15で出射角φを演算し、演算した出射角φをメモ
リ18で蓄える。 この動作を移動テーブル5を移動させながらプリフォー
ム1の半径方向の各位置で行ない、各位置における出射
角φを求めてメモリ18に記憶させる。このメモリ18
に記憶させた各出射角φを屈折率分布演算手段16に送
って屈折率分布n (r)を演算して出力手段17に送
る。 上記のようにして、例えば第5図に示すようにコアの最
大屈折率n+でクラッドの屈折率n2のプリフォームl
の入射位置rと出射角φの関係を測定した結果を第6図
に示す。図に示すようにプリフォーム1内に脈理が強い
領域51.52があっても出射角φの変化に大きな変動
は見られなかった。出射角φにより屈折率分布n(r)
を求めると第7図に示す特性を得ることができた。この
測定を30回繰り返して次式で示す比屈折率差ΔΔ=(
l11+−nx)X100/nlを求め、この比屈折率
差Δの標準偏差σを算出して比屈折率差Δで正規化した
結果、 (0/Δ) =o、ooi を得ることができた。また脈理により出射光9の投影像
が平面P上に形成されない場合であっても上記精度と同
程度の測定精度で屈折率分布を測定することができた。 なお上記実施例においてはスクリーン8とTVカメラI
Oで出射光の投影像を観察する場合について説明したが
、撮像素子により投影像を観察しても上記実施例と同様
な作用を奏することができる。
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、円柱ガラスの中心
軸と垂直方向に入射した光の出射光の散乱された投影像
のすべての位置データを2値化して直線近似し、この近
似直線と同軸円柱ガラスの中心軸と垂直で入射光が通る
平面との交点の位置により出射角を求めるから、出射角
を求めるためのデータ数が多くなり出射角の検出精度を
高めることができ、屈折率分布の測定精度を向上させる
ことができる。 また投影を直線近似して得た近似直線を用い出射角を求
めるから、出射光が散乱され、その像が入射光が通る平
面上にない場合であっても精度良く出射角を求めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を適用する装置の実施例の概略平面図、
第2図はその側面図、第3図は上記実施例の制御部を示
すブロック図、第4図は上記実施例の動作を示す説明図
、第5図はプリフォームの屈折率分布を示す特性図、第
6図は上記実施例により測定した出射角特性図、第7図
はその出射角特性から得た屈折率分布特性図、第8図は
従来例の動作を示す説明図、第9図は屈折率分布測定の
原理を示す説明図、第1O図は従来例による出射角特性
図、第11図は従来例により得た屈折率分布特性図であ
る。 1・・・プリフォーム 8・・・スクリーン lO・・・TV左カメ ラ3・・・演算手段 15・・・出射角演算手段 2・・・セル  6・・・光源 9・・・出射光 12・・・フレームメモリ 14・・・位置算出手段 第4図 y 第8図 第6図 第7図 第10図 第11図 牛qを「 第9図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、軸方向には均一な屈折率、径方向には屈折率分布が
    変化する円柱ガラスの中心軸と垂直方向から光線を入射
    し、その出射角を測定して屈折率分布を算出する屈折率
    分布の測定方法において、出射光の投影されたスポット
    形状を直線近似し、この直線と円柱ガラスの中心軸と垂
    直で入射光が通る平面との交点の位置を測定して出射角
    を求めることを特徴とする屈折率分布の測定方法。 2、円柱ガラスの中心軸と垂直方向から光線を入射する
    入射光学系と、該入射光学系から入射して同軸円柱ガラ
    スを通った出射光の投影像を検出する撮像手段と、該撮
    像手段で検出した出射光のスポット形状を直線近似する
    演算手段と、該演算手段で算出した直線と同軸円柱ガラ
    スの中心軸と垂直で入射光が通る平面との交点の位置を
    求める位置算出手段と、該位置算出手段で算出した交点
    の座標から出射角を演算する出射角演算手段とを有する
    ことを特徴とする屈折率分布の測定装置。
JP1097055A 1989-04-17 1989-04-17 屈折率分布の測定方法及び測定装置 Expired - Lifetime JP2661001B2 (ja)

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DE69013963T DE69013963T2 (de) 1989-04-17 1990-04-17 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Brechzahlprofils.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018077220A (ja) * 2016-10-26 2018-05-17 ヘレーウス クヴァルツグラース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトHeraeus Quarzglas GmbH & Co. KG 円柱状の光学的な対象物、特に光ファイバのプリフォームの屈折率プロファイルを求める方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6395336A (ja) * 1986-10-10 1988-04-26 Fujikura Ltd 屈折率分布の測定方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6395336A (ja) * 1986-10-10 1988-04-26 Fujikura Ltd 屈折率分布の測定方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018077220A (ja) * 2016-10-26 2018-05-17 ヘレーウス クヴァルツグラース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトHeraeus Quarzglas GmbH & Co. KG 円柱状の光学的な対象物、特に光ファイバのプリフォームの屈折率プロファイルを求める方法

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