JPH0262930A

JPH0262930A - 光学装置の検査方法および検査装置

Info

Publication number: JPH0262930A
Application number: JP1112297A
Authority: JP
Inventors: G Hoff Frederick; フレデリック　ジー．ホフ; Iii Robert E Rudd; ロバート　イー．ルッド，ザ　サード; Jr William B Spillman; ウィリアム　ビー．スピルマン，ジュニア
Original assignee: Simmonds Precision Products Inc
Current assignee: Simmonds Precision Products Inc
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1990-03-02
Also published as: US4904085A; IL90185A0; EP0340995A2; EP0340995A3

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光学装置を検査する装置および方法に関する。

この検査装置は一実施例においてあらゆる偏光状態の光
エネルギを発生して検査と評価とを実行する。本発明の
実施例は特にファイバ光学系センサを検査するために使
用可能である。

〔従来の技術、および発明が解決しようとする課題〕

偏光応答性の単一モードファイバ光学系センサは、偏光
エネルギを変調して測定用の信号変化を発生させる。こ
のようなセンサは広範囲の分野で使用されている。これ
らセンサを検査し較正することにより、それらの連続動
作精度を確保することが必要である。センサはその設計
によって特定の偏光エネルギを変調させたり、特定の偏
光エネルギに作用させたりできる。従ってセンサ検査装
置は、あらゆるタイプおよびあらゆる状態の偏光エネー
ルギを提供でき、あらゆるセンサを検査できる構成であ
ることが望まれる。検査装置は、それが発生し被検査セ
ンサに供給される光エネルギの偏光状態を検出する。こ
れと共に、被検査センサから送出される光エネルギの偏
光状態を検出する。

そして、検査装置が提供する光源ビームに対する被検査
センサの変調効果について有意な測定を提供する必要が
ある。

従来の偏光計の問題点の１つは、試験の目的のためそれ
らの提供する検査用偏光の状態が限定されているため、
あらゆる偏光状態における光エネルギを提供できないこ
とである。例えば米国特許第２．９７６、７６４号の偏
光計は線形または楕円形に偏光された光エネルギのみを
送出する。また米国特許第３．７４１．６６１号の偏光
計は、円形に偏光された光エネルギのみを送出する。従
ってこれら偏光計は、これらが提供する特定の偏光状態
の光エネルギに応答するセンサしか検査できない。

従来の検査装置の欠点は、センサから送出される光エネ
ルギの偏光状態を決定するに当り複数の測定を必要とす
るため、検査および較正の手順が長くなることである。

〔課題を解決するための手段ｊ前記課題を解決するため、本発明は、光学装置の伝送特
性を検査するための装置を提供する。この装置は、光エ
ネルギビームを発生し該光エネルギを伝送用の光学装置
に光路に沿って送出する入力手段と、前記光学装置によ
って伝送された光エネルギビームに応答する出力手段と
を具備するものであり更に前記入力手段は、前記光路に
沿って配置され前記光エネルギビームの偏光エネルギー
状態を前記偏光状態変化手段によって前記光学装置に送
出される光ビームエネルギの偏光状態を検出する第１の
検出手段によりあらゆる要求偏光状態に変化させ該偏光
状態の変化された光ビームを前記光学装置に送る偏光状
態変化手段を備え又、前記光学装置によって伝送される
光ビームの偏光状態を検出するための第２の検出手段を
含む出力手法とを含むことにより特徴付けられるもので
ある。

また本発明は、光エネルギビームの偏光状態を検出する
ための象限検出器を提供する。この象限検出器は、元ビ
ームを第１、第２１第３、および第４の成分に分割する
手段と、前記第１、第２、および第３の成分を各々受け
取るべく配置された多異なる第１、第２、および第３の
偏光手段と、前記第４の成分を受け取るべく配置され前
記第１、第２、および第３の偏光手段とは異なる第４の
偏光手段と、前記第１、第２、第３、および第４の偏光
手段を各々透過した前記第１、第２、第３、および第４
の成分の強度を検出する検出器とを具備する。

さらに本発明は、光学装置を検査する方法を提供する。

この方法は、光エネルギビームを発生する段階と、光路
に沿って前記光エネルギビームを光学装置に送って該光
学装置を通過させる段階と、前記光学装置によって送出
される光ビームを検出する段階とを具備する。前記光路
に沿って光エネルギビームを送る段階は、該ビームが該
光学装置に送られる以前に、後述の偏光状態を変化させ
る段階の後でかつそれが該光学装置に送られる前のビー
ムの偏光状態を検出する段階によって該ビームの偏光状
態をあら沙る要求偏光状態に変化させる段階を含んでお
り又、前記光学装置によって送出される光ビームを検出
する段階は、該光ビームの偏光状態を検出する段階を備
える。

ファイバ光学系センサを検査するための本発明に基づく
偏光計装置および方法を以下に説明する。

以下の説明は例示的なものであり本発明を限定するもの
ではない。添付図面において同一参照番号は同一部品を
示す。

〔実施例〕

以下に説明する偏光計は、光エネルギの偏光状態を発生
しそれを分析する。また、光エネルギを送出すると同時
に、光センサを介して送られる光エネルギの偏光状態を
検出する。さらに、光センサによって変調されそこから
伝送される光の偏光状態を検出し分析する。

本偏光計は、いかなる偏光状態の光エネルギでも被検査
センサに送出することができ、該センサに送られる光エ
ネルギの偏光状態を検出すると同時に、そのセンサによ
って伝送される光エネルギの偏光状態を検出する。光源
は所定の偏光状態の光エネルギを発生する。そして偏光
調節器はその光エネルギを光源から受け取りそれを使用
者の選択する偏光状態に変化させる。好適実施例におい
て、前記偏光調整器は、光軸に対して一４５°に配置さ
れた第１の可変遅延器と、前記光軸に対して＋４５°に
配置された第２の遅延可変器と、偏光回転子とを備える
。これらは光路に沿って連続配置される。前記可変遅延
器は光弾性ブロックを使用する。この光弾性ブロックは
機械的に応力を印加するとその複屈折特性を変化させる
。前記偏光回転子は、手動で回転させることにより、検
査中のセンサや他の光学装置に対してあらゆる可能な偏
光状態を提供できる。ビームスプリッタは偏光調節器に
よって送出される光エネルギの１成分を送信用象限検出
器に送り、該光エネルギの他の成分を検査中のセンサに
送る。前記送信用象限検出器は検査中のセンサに提供さ
れる前の光源エネルギの偏光状態を検出し、受信用象限
検出器は前記センサを通過した後の光エネルギの偏光状
態を検出する。送信用および受信用象限検出器からの信
号はコンピュータまたは他のプログラム格納プロセッサ
によって分析され、ストークスのベクトルが決定され表
示される。これによって検査中のセンサの変調効果を示
すことができる。

本発明装置は小型でありながら、あらゆる偏光状態の光
エネルギをセンサ検査用として提供すると共に、そのセ
ンサの影響を受けた光エネルギの状態を分析する。

図面を参照してさらに詳細に本発明装置を説明する。フ
ァイバ光学系センサを検査するための本発明に基づく偏
光装置の機能ブロック図を第１図に示す。同図において
本装置の全体を番号１０で示す。下記に詳細を説明する
が、検査装置１０は光源からの光エネルギを調節し、こ
の調節した光エネルギを使用者の選択する偏光状態にす
る。偏光された光の一部は基準用として使用され、他の
部分はインタフェースを介してファイバ光学系センサ等
の検査される光学要素に送られる。検査中のセンサから
戻る光エネルギは基準エネルギを使用して分析され、セ
ンサの特性について有意な測定を提供する。

第１図に示すように、光エネルギは最初に光源調節部２
０によって提供される。光源調節部２０はレーザダイオ
ード１２を含む。レーザダイオード１２は適切な電源（
図示せず）から励振され例えば８００ｎｍにおいて光出
力を発生する。好適なレーザダイオード１２は三ｉＭＬ
４１０２レーザダイオード等である。レーザダイオード
１２が発生した光エネルギは、主光軸Ａｚに沿ってレン
ズ３０に送られ、そこで平行にされて偏光器４０に送ら
れる。

偏光器４０は前記平行光エネルギを受け取りその偏光状
態を変化させて直線的に偏光された光エネルギを提供す
る。好適実施例において、偏光器４０はマサチューセッ
ツ州キャンプリッジ０２１３９のポラロイド社製ＨＮ−
３２偏光器シートで形成される。

偏光器４０からの直線的に偏光された光は、偏光調節部
５０に送られる。偏光調節部５０は、主光軸Ａｚに対し
て一４５°に整列した第１の可変遅延器５２と、光軸Ａ
ｚに対して＋４５°に整列した第２の可変遅延器６０と
、偏光回転子プレート７０とを備える。これらは第１図
に示すように光軸Ａｚに沿って隣接配置される。下記に
説明するが、使用者は両可変遅延器５２．６０と１／２
波長板７０とを手動制御することにより、出力エネルギ
の偏光状態を要求に応じて選択できる。

ビームスプリッタ１００は１／２波長板７０から光軸Ａ
ｚに沿って送られる光エネルギを分割する。

これにより光エネルギの１成分は軸１０４に沿って反射
され送信用象限検出器１１０に向かう。これ以外の光エ
ネルギはビームスプリッタ１００を透過し軸Ａｚに沿っ
てレンズ１６２に向かう。

送信用象限検出器１１０の構成は以下に説明するが、こ
の検出器は軸１０４に沿って送られる偏光された光エネ
ルギを検出し、該光エネルギの偏光状態に対応する電気
信号の組を発生しコンピュータ２４０に送出する。コン
ピュータ２４０はストークスのベクトルを決定して該コ
ンピュータ２４０に付属するモニタ２４２等の表示装置
にそれを視覚的に表示する。

ビームスプリッタ１００を透過する光エネルギは、軸Ａ
ｚに沿ってレンズ１６２に送られ、そこで規準され、モ
ードストリッパ１６４と単一モード光ファイバ区間１７
０と接続インタフェース１８０とを通過して検査中のセ
ンサ１９０に至る。モートス）　ＩＪツバ１６４は独立
した光学装置であり、小さな入口開口数を有するかまた
は十分に小さな直径の光ファイバを有し、最低位モード
以上の全てのモードの通過を防止するかまたは著しく減
衰させる。

接続インタフェース１８０を介して提供される光エネル
ギは、接続ファイバ（番号を付していない）を介して検
査中のセンサ１９０に与えられる。検査中のセンサ１９
０は、例えば接続インタフェースから提供される光エネ
ルギの偏光状態を物理的摂動に応じて変化させる変換器
である。このような変換器は、圧力、温度、物理的偏移
、磁界または電界に応答して接続インタフェース１８０
から送出されるエネルギを変調させるような複屈折集積
装置あるいはファイバ光学系装置等を含む。変換器やそ
の他センサを検査することに加えて、側方カップリング
を含む光カップリング等の各種光学装置を検査してそれ
らの伝送特性を決定することもできる。

検査中のセンサ１９０を通過した光エネルギは、光ファ
イバ２００を通り、接続インターフェース２０４　とモ
ードストリッパ２１０とを介してレンズ２２０に到達す
る。光エネルギはレンズ２２０において平行にされ受信
用象限検出器２３０に送られる。

下記に説明するが、受信用象限検出器２３０は送信用象
限検出器１１０と同一構成である。受信用象限検出器２
３０は、検査中のセンサ１９０から提供されるあらゆる
偏光状態の光エネルギを検出し、その偏光状態を代表す
る信号をコンピュータ２４０に提供する。前記したよう
に、コンピュータ２４０はストークスのベクトルを計算
してモニタ２４２に表示する。

第１図の光源調節部２０の詳細を第２図および第３図に
示す。図示のように、レーザダイオード１２はブラケッ
ト（番号無し）と締結具１４とによって電気絶縁性焦点
調整キャップ２４に取り付けられる。このキャップ２４
は伸縮自在に顕微鏡対物レンズ２６に取り付けられる。

電気コネクタを使用して従来の方法においてレーザダイ
オード１２に電気接続を実現する。顕微鏡対物レンズ２
６はレンズリング（番号無し）に固定される。

このレンズリングはレンズ３０を含み支持２２の一方の
側に取り付けられる。光源調節部２０はベースプレート
または支持台（図示せず）に取り付けられる。この目的
のため取付脚２２′が下端から延びる。好適実施例にお
いて、顕微鏡対物レンズ２６は１０Ｘの倍率を有し３＋
ｎｍ径のビームを提供する。第３図に示すように、偏光
器４０は適切な開口を有するプレートと締結具（番号無
し）とによって支持２２の他方の側に取り付けられる。

偏光器４０はレーザダイオード１２から提供される光エ
ネルギを水平に偏光する機能を有する。８ｍｍ径の平行
ビームを調整するには、顕微鏡対物レンズ２６の外側胴
部に沿って調整キャンプ２４を移動させ、第２図に示す
ように止めネジ（番号無し）を使用してそれら部品を調
整位置に固定する。

好適実施例において、レーザダイオード１２は該レーザ
ダイオード１２を連続的に励起するように設計された励
起源（図示せず）によって駆動される。この励起源は遅
いターンオン特性を有し、所定のターンオン期間中に駆
動電圧を印加する。

また励起源は制御回路を有する。この制御回路は、レー
ザダイオード１２の光出力の一部を検出し、検出した信
号値と固定基準値とを比較し、負フィードバックループ
において前記比較値を使用してレーザダイオード１２へ
の駆動レベルを安定させる。遅いターンオンは半導体ス
イッチによって提供できる。このスイッチは例えば１ミ
リ秒の時定数を有する容量性要素によってゲートされる
。この遅いターンオン特性は、ターンオン／ターンオフ
における電源からの急速遷移に対して保護を提供し、レ
ーザ駆動回路がレーザダイオード１２を過剰駆動せずに
滑らかに確実にターンオンするようにし、レーザダイオ
ード１２の損傷を防止する。

第１図の偏光調節部５０は前記した光源調節部２０の光
エネルギ出力を受け取り、可変遅延器５２゜６０と偏光
回転子７０とを使用して使用者が選択した偏光状態に前
記光エネルギを変換する。可変遅延器５２．６０の構造
を第４図および第５図に示す。

また偏光回転子７０の構造を第６図および第７図に示す
。

第４図および第５図に示すように、可変遅延器５２、６
０は剛性のハウジング５６　（第４図）に収容された光
弾性ブロック５４　（第５図）を含む。ハウジング５６
は固定部５８を有する。固定部５８はベースプレートま
たは支持台（図示せず）に取り付けられる。ハウジング
５６はさらに可動部６２を有する。可動部６２は固定部
の上に配置され、ヒンジまたは旋回軸６６にピン（図示
せず）によって接続され、固定部５８に対して旋回可能
である。固定部５８は光軸Ａｚに沿って整列した入出力
開口（番号無し）を含む。光弾性ブロック５４は、その
下端において軸６４に沿ってピン（特に図示せず）によ
って取り付けられると共に、その上端において軸６４′
に沿って池のピン（図示せず）によって可動部６２に取
り付けられる。

第５図に示すように、光弾性ブロック５４は開口５５、
５５’を有し、これら開口は旋回軸６４．６４’　と整
列する。またこれら開口をピンまたは他の締結具が通り
前記光弾性ブロック５４を所定位置に固定する。手動調
整ネジ６８は可動部６２のネジ部に取り付けられる。調
整ネジ６８の下端は固定部５８の表面に接触する。調整
ネジ６８を時計方向に回転させると可動部６２が軸６６
を中心とじて固定部５日に対して反時計方向に旋回し、
光弾性ブロック５４に張力を印加する。好適実施例にお
いて調整ネジ６８を時計方向に２回転させると、旋回点
６４と６４′との間に約２０ポンド（約９ｋｇ）の張力
を与える。一般に、光弾性ブロック５４の特定の材料お
よび寸法に対し、該ブロックを透過する光エネルギに３
６０°までの遅延を選択可能である。可変遅延器５２．
６０はＳ　（１）ストークス成分を５（３）成分に対し
て近付けるかまたは離すように回転させ光エネルギに楕
円率を加える。

光弾性プｏ　７り５４は広範囲の材料から形成できる。

特に、通常は透明である等方性プラスチックなど、機械
的応力下で光学的異方性を示す材料で形成できる。これ
ら材料としては、グリプタル樹脂、変性ポリエステル樹
脂、応力複屈折を示すエボキン樹脂などがある。好適実
施例において、光弾性ブロック５４はノースカロライナ
州ローリ−２７６１１私書箱２７７７７のメジャメント
グループ社のＰＳＭ−１プラスチツクで形成できる。光
弾性ブロック５４の光学的活性領域の寸法は、透過厚さ
が０、３７５インチ（９，５３ｍｍ）で透過方向を横断
する方向の幅が０．６００インチ（１５，２４＋ｎ＋ｎ
）である。

第６図に示すように、偏光回転子７０は回転するｌ／２
波長板として実現される。偏光回転子７０の固定軸は、
その定位置において水平であり、水平に対して±４５°
変位できる。一実施例において、２つの１／４波長板を
組み合せて複合１／２波長板７０を構成できる。可動部
材７２は中空の円筒形ブッシング（番号無し）を含む。

このブッシング内に１／２波長板７０が配置される。前
記ブッシングは固定台７６内の適切なボア内に収容され
、第７図に示すようにＣクリップ（番号無し）によって
所定位置に保持される。可動部材７２はいかなる形状で
も良く、第６図の好適実施例では逆扇形であり、曲線お
よび直線の周縁部を有する。使用者はこの周縁部に接触
して１／２波長板７０とその取付ブッシングを回転させ
る。第２図の支持２２の場合と同様、固定台７６は脚部
７６′を有し、これをベースプレートまたは支持台に取
り付ける。このため可変遅延器５２．６０の光弾性ブロ
ック５４の適切な引っ張りと、１／２波長板７０の整列
とによって、所望の偏光状態が得られ、これを検査中の
センサ１９０に提供できる。

第１図に番号９０で示す偏光測定部は、ビームスプリッ
タ１００と送信用象限検出器１１０と受信用象限検出器
２３０とを含む。ビームスプリッタ１００は、偏光回転
子７０から軸Ａｚに沿って送られる光エネルギを、レン
ズ１６２に送ら、れる第１成分と、軸１０４に沿って送
信用象限検出器１１０に反射される第２成分とに分割す
る。ビームスプリッタ１００はどのように形成してもよ
いが、好適実施例においてはガラススライドを適切なり
ランプ（図示せず）によってブラケットに取り付けたも
のである。

送信用象限検出器１１０と受信用象限検出器２３０とは
実質的に同一構造であり、第８．　９．　１０図に示す
ように、象限検出器１１０または２３０を収容する検出
器アンセンブリ１１２を含む。不透明なターゲットマス
ク１１４は検出器ホルダ１１２の先人口側に取り付けら
れ、光学的に不透明な材料で形成される。マスク１１４
には開口１１６が設けられる。

この開口１１６を介してビームスプリッタ１００からの
光エネルギが通過する。ターゲットマスク１１４は不透
明な区画マスク１１８（第１０図）と重なり合う。区画
マスク１１８は４つの窓を有する。これら窓は第１象限
１２０、第２象限１２２、第３象限１２４、および第４
象限１２６である。多重象限偏光器１２８は４つの独立
した偏光器区画を有し、区画マスク１１８に続いて取り
付けられる。各象限偏光器には異なる偏光機能が与えら
れる。第１象限偏光器１３０は０°に整列した偏光器区
画を有し、第２象限偏光器１３２は９０°に整列した偏
光器区画を有し、第３象限偏光器１３４は４５°に整列
した偏光器区画を有し、第４象限偏光器１３６はＯｏに
整列した１／４波長板を有する。波長板セグメント１３
８は多重象限偏光器１２８に重なり、１／４波長板によ
って区画される３／４区画１４０と、４５゜に整列した
偏光器によって区画される１／４区画１４２とを有する
。この１／４区画１４２は多重象限偏光器１２８の第４
象限偏光器１３６を通過する光エネルギの経路内にある
。多重象限偏光器１２８の第１、第２および第３象限偏
光器を通過する他の光エネルギはすべて波長板セグメン
ｌ−１３８の３／４区画１４０を通る。波長板セグメン
ト１３８と多重象限偏光器１２８と区画マスク１１８と
ターゲットマスク１１４とは、検出器アッセンブリ１１
２の取付板１４４内に形成された凹部１４３内に隣接配
置される。

取付板１４４はターゲットマスク１１４の開口１１６と
整列した開口１４５を有する。このため光エネルギは開
口１１６を介して区画マスク１１８と多重象限偏光器１
２８と波長板セグメント１３８とにそれぞれ送られ、さ
らに開口１４５に送られてそれを通過する。

取付板１４４はさらに４つの透孔１４７を有する。この
透孔に締結具１４８（第８図）を挿入して組立部品を保
持する。波長板セグメント１３８と多重象限偏光器１２
８と区画マスク１１８とターゲットマスク１１４との好
適実施例においてはこれらを方形とした。しかしながら
、これらは目的機能を提供するものであればどのような
形状でもかまわない。

検出器アッセンブリ１１２は締結具１４８によって検出
器支持１４６（第８図）に取り付けられる。これら締結
具１４Ｂは前記したように透孔１４７に挿入される。検
出器取付台１４６は光検出器１５０（第９図および第１
４図）を収容する。光検出器１５０は、開口１４５を通
過する光エネルギが該光検出器１５０の４つの象限に衝
突するように配置される。適切な光応答検８器としては
、二ニーシャーシー州サマーピノ”ｕ　０８８７６のＲ
ＣＡ社製Ｃ３０８４６象限検出器がある。象限検出器１
５０の各象限は、偏光され遅延された対応する光エネル
ギを検出してその出力をコンピュータ２４２に提供する
。象限検出器１１０または２３０は、ブッシング１５４
（第８図）によって前記した各構成部品から電気的に絶
縁されており、シャフト１５２によって検出器スタンド
１５１に取り付けられる。シャフト１５２は検出器取付
台１４６から下方に突出してスタンド１５８の所定位置
に固定される。

検出器１５０の各象限に到達する光エネルギの強さは適
切な電気信号に変換され、リード線１５３（第９図）を
介してコンピュータ２４０に供給される。

コンピュータ２４０は受信した信号からストークスのベ
クトルを計算し、これらベクトルをモニタ２４２に表示
する。

第１２図に示すように、ビームスプリッタ１００を透過
した光エネルギ部分は、接続インタフェース１６０に向
かい、光ファイバ１７０に結合される。

接続インタフェース１６０はその詳細を第１２図に示す
ように、レンズ１６２を有するＵ字形のブラケット１６
Ｂを含む。好適実施例においてレンズ１６２は顕微鏡対
物レンズである。レンズ１６２はブラケット１６８の内
面１６５に取り付けられる。光ファ・イバ１７０は位置
制御器１６９の胴１６６を介してＵ字形ブラケット１５
４の他の内面１５６上に配置される。

光フアイバチャック１５８は位置制御器１６９を介して
配置され、調整ネジ１７２によって操作され、光ファイ
バ１７０を収容してそれを保持する。光ファイバ１７０
は顕微鏡対物レンズ１６２から光エネルギを受け取るよ
うに配置される。モードストリッパ１７４は光ファイバ
１７０の周囲に設けられ、該光ファイバ１７０を通過す
る光エネルギから最低位モードよりも高い全てのモード
を除去する。このモード除去は、十分に小さな開口数を
有する集積デバイスを使用するか、またはファイバ被覆
の一部を剥離してその剥離部に毛細管１７６を配置する
ことによって実現できる。毛細管１７６を使用する場合
、該毛細管１７６に屈折率調和エポキシを導入しモード
除去部を区画する。光ファイバ１７０はコネクタ１７８
に接続する。コネクタ１７８によって検査中のセンサ１
９０との接続が行われる。前記したように、検査中のセ
ンサ１９０はコネクタ１７８から提供される光エネルギ
の偏光状態を、一般に周囲条件や摂動に応じて変化させ
ることができる。検査中のセンサ１９０からの変化した
または変調された光は受信用象限検出器２３０に提供さ
れ、送信用象限検出器１１０の出力と比較され、これに
よって検査中のセンサ１９０の応答特性が決定される。

第１３図に示すように、検査中のセンサ１９０から出射
される光エネルギは光ファイバ２００を介して接続イン
タフェース２０２に送られる。レンズ２２０はハウジン
グ２０６内の適切な寸法を有する開口に取り付けられる
。調整胴２０８はハウジング２０６から突出し光フアイ
バチャック２１２を含む。

光フアイバチアツク２１２内には単一モード光ファイバ
２０１が収容される。光ファイバ２０１の周囲にはモー
ドストリッパ２１０が設けられる。このモードストリッ
パ２１０は前記したモードストリッパ１７４と同一であ
る。光フアイバコネクタ２１４は単一モード光ファイバ
２旧の他端に配置され、検査中のセンサ１９０を受信用
象限検出器２３０に接続する。

コンピュータ２４０の動作順序のフローチャートを第１
１図に示す。プログラムがステップ２４４において起動
すると、ステップ２４６において初期化が行われ、送信
用および受信用象限検出器１１０゜２３０の較正値とビ
ームスプリッタ較正値と出力較正値とがメモリ変数に格
納または確立される。ステップ２４８において送信用お
よび受信用象限検出器１１０．２３０からのデータが入
力される。すなわち送信用および受信用象限検出器１１
０．２３０からの光強度に対応する信号が読み取られる
。ステップ２５０において信号処理を実行し、ストーク
スのベクトルを計算する。ステップ２５２においてその
結果をモニタ２４２に表示する。ステップ２５４におい
てさらにデータが入力されるかどうかを決定するための
質問がなされる。追加のデータが入力される場合はプロ
グラムはデータ入力ステップ２４８に戻る。それ以外の
場合、プログラムはステップ２５６において終了する。

ストークスのベクトルの計算は、送信用象限検出器１１
０と受信用象限検出器２３０との出力から、ポアンカレ
の球構造およびミューラーの行列計算法を使用して決定
できる。これらについては本発明で参照したトリスコー
ル・ダブリュー編集による光学ハンドブック（オプティ
カルソサエティーオブアメリカ１９７８）に開示されて
いる。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明装置の機能レイアウトを示すブロック
図、第２図は、第１図に示した装置の光源調節部を示す斜視
図、第３図は、第２図の３−３線に沿った光源調節部の一部
を示す斜視図、第４図は、本発明装置の可変遅延器を示す斜視図、第５図は、第４図に示した可変遅延器に内蔵される光弾
性ブロックを示す斜視図、第６図は、本発明装置の回転可能に取り付けられた遅延
器を示す斜視図、第７図は、第６図の７−７線に沿った遅延器の一部を示
す斜視図、第８図は、本発明装置の象限検出器を示す斜視図、第９図は、第８図の９−９線に沿った本発明装置の検出
器プレートの鏡面像を示す斜視図、第１０図は、本発明
装置の象限検出器を示す展開図、第１１図は、本発明装置の動作手順を示すフローチャー
ト、第１２図は、選択された偏光状態を有する光エネルギを
検査中のセンサに提供するための接続インタフェースを
示す斜視図、第１３図は、検査中のセンサからの光エネルギを受け取
るための他の接続インタフェースを示す斜視図、および第１４図は、本発明装置の４象限光検出器を示す斜視図
である。１０・・・センサ検査装置、１２・・・レーザダイオード、２０・・・光源調節部、３０・・・レンズ、４０・・・偏光器、５０・・・偏光調節部、５２・・・第１の可変遅延器、６０・・・第２の可変遅延器、７０・・・偏光回転子プレー）（１／２波長板）、１０
０・・・ビームスプリンタ、１１０・・・送信用象限検出器、１６０・・・接続インタフェース、１６４・・・モードストリッパ、１７０・・・単一モード光ファイバ区間、・・・接続イ
ンタフェース、・・・検査中のセンサ、・・・光ファイバ・・・モードストリッパ、・・・レンズ、・・・受信用象限検出器、・・・コンピュータ、・・・モニタ。

Claims

【特許請求の範囲】１、光路（Ａｚ）に沿って光エネルギビームを発生し該
光エネルギを光学装置（１９０）に送出する入力手段（
２０、５０）と、前記光学装置（１９０）によって伝送
される光エネルギビームに応答する出力手段（２００、
２３０）とを具備し、前記入力手段が、前記光路（Ａｚ
）に沿って配置され前記光エネルギビームの偏光状態を
前記偏光状態変化手段（５０）によって前記光学装置（
１９０）に送出される光ビームエネルギの偏光状態を検
出する第１の検出手段（１１０）により、あらゆる要求
偏光状態に変化させると、共に該偏光状態の変化した光
ビームを前記光学装置（１９０）に送る偏光状態変化手
段（５０）を備え又、前記光学装置（１９０）によって
伝送される光ビームの偏光状態を検出するための第２の
検出手段（２３０）を含む出力手段を含むことを特徴と
する、光学装置（１９０）の伝送特性を検査するための
装置。２、前記入力手段が光エネルギの水平偏光ビームを発生
し送出するための手段（２０）を具備することを特徴と
する、請求項１に記載の装置。３、前記偏光状態変化手段（５０）が前記光路（Ａｚ）
に沿って配置された第１および第２の可変遅延器（５２
、６０）と偏光回転子（７０）とを備えることを特徴と
する、請求項１または２のいずれかに記載の装置。４、前記偏光状態変化手段（５０）が手動操作されるこ
とを特徴とする、請求項３に記載の装置。５、前記偏光回転子（７０）が手動回転可能であること
を特徴とする、請求項４に記載の装置。６、前記第１および第２の可変遅延器（５２、６０）の
各々が、光弾性ブロック（５４）と、該光弾性ブロック
（５４）の張力を制御する手段（６８）とを備えること
を特徴とする、請求項３〜５のいずれかに記載の装置。７、前記偏光状態変化手段（５０）によって前記光学装
置（１９０）に送られる光ビームエネルギを第１成分と
第２成分とに分割するビームスプリッタ手段（１００）
をさらに具備することを特徴とする、請求項６に記載の
装置。８、前記第１成分を前記光学装置（１９０）に送る手段
（１０２）と、前記第２成分を前記第１の検出手段（１
１０）に送る手段（１０４）とをさらに備えることを特
徴とする、請求項７に記載の装置。９、前記第１の検出手段が第１の象限検出器（１１０）
であり、前記第２の検出手段が第２の象限検出器（２３
０）である、請求項１〜８のいずれかに記載の装置。１０、前記象限検出器（１１０、２３０）の少なくとも
一方が、光ビームを受け取って該光ビームを第１、第２
、第３、および第４の象限成分に分割する手段（１１８
）と、前記第１、第２、および第３の象限成分を各々受
け取るべく配置された各異なる第１（１３０）、第２（
１３２）、および第３（１３４）の偏光手段と、前記第
４の象限成分を受け取るべく配置された１／４波長板（
１３６）と、前記第１（１３０）、第２（１３２）、お
よび第３（１３４）の偏光手段と前記１／４波長板（１
３６）とを各々透過した前記第１、第２、第３、および
第４の象限成分の強度を検出する検出器（１５０）とを
具備することを特徴とする、請求項９に記載の装置。１１、一方における前記第１（１３０）、第２（１３２
）、および第３（１３４）の偏光手段と他方における前
記検出器（１５０）との間に配置された１／４波長板（
１４０）と、前記第４の象限成分を受け取る１／４波長
板（１３６）と前記検出器（１５０）との間に配置され
前記第１（１３０）、第２（１３２）、および第３（１
３４）の偏光手段とは異なる第４の偏光器（１４２）と
をさらに具備することを特徴とする、請求項１０に記載
の装置。１２、ストークスのベクトルを計算するために前記検出
器（１５０）から信号を受け取るべく接続されたデータ
処理手段（２４０）をさらに具備することを特徴とする
、請求項１１または１２のいずれかに記載の装置。１３、光ビームを第１の光ファイバ（１７０）に結合さ
せ次に前記光学装置（１９０）に結合させるための第１
の光ファイバインタフェース手段（１６０）をさらに具
備することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに
記載の装置。１４、前記第１の光ファイバ（１７０）に送られる光ビ
ームを視準させるためのレンズ（１６２）をさらに具備
することを特徴とする、請求項１３に記載の装置。１５、前記光学装置（１９０）によって送出される光エ
ネルギを受け取るための第２の光ファイバ（２００）と
、前記第２の光ファイバ（２００）から光エネルギを受
け取り前記第２の検出手段（２３０）に送るための光フ
ァイバインタフェース手段（２０２）とをさらに具備す
ることを特徴とする、請求項１３または１４のいずれか
に記載の装置。１６、前記第２の光ファイバ（２００）から光エネルギ
を受け取るためのレンズ（２２０）をさらに備えること
を特徴とする、請求項１５に記載の装置。１７、前記光ファイバ（１７０、２００）の周囲に各々
配置されたモードストリッパ（１７４、２１０）をさら
に備えることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれ
かに記載の装置。１８、光ビームを第１、第２、第３、および第４の成分
に分割する手段（１１８）と、前記第１、第２、および
第３の成分を各々受け取るべく配置された各異なる第１
（１３０）、第２（１３２）、および第３（１３４）の
偏光手段と、前記第４の成分を受け取るべく配置され前
記第１（１３０）、第２（１３２）、および第３（１３
４）の偏光手段とは異なる第４の偏光手段（１３６）と
、前記第１（１３０）、第２（１３２）、第３（１３４
）、および第４（１３６）の偏光手段を各々透過した前
記第１、第２、第３、および第４の成分の強度を検出す
る検出器（１５０）とを具備することを特徴とする、光
エネルギビームの偏光状態を検出するための象限検出器
。１９、各前記偏光手段が１／４波長板を含むことを特徴
とする、請求項１８に記載の象限検出器。２０、前記検出器（１５０）が、前記第１（１３０）、
第２（１３２）、第３（１３４）、および第４（１３６
）の偏光手段を各々透過した前記第１、第２、第３、お
よび第４の成分に各々接続された第１、第２、第３、お
よび第４の検出器象限を備えることを特徴とする、請求
項１８または１９のいずれかに記載の象限検出器。２１、前記光ビームを第１、第２、第３、および第４の
成分に分割する手段が、該各成分に対応する開口を有し
た区画マスク（１１８）を備えることを特徴とする、請
求項２０に記載の象限検出器。２２、光エネルギビームを発生する段階と、光路（Ａｚ
）に沿って前記光エネルギビームを光学装置（１９０）
に送って該光学装置を通過させる段階と、前記光学装置
（１９０）によって送出される光ビームを検出する段階
とを具備し、前記光路（Ａｚ）に沿って光エネルギビー
ムを送る段階が該ビームが該光学装置に送られる以前に
、後述の偏光状態を変化させる段階の後でかつそれが該
光学装置に送られる前のビームの偏光状態を検出する段
階によって該ビームの偏光状態をあらゆる要求偏光状態
に変化させる段階を含んでおり又、前記光学装置（１９
０）によって送出される光ビームを検出する段階が該光
ビームの偏光状態を検出する段階を備えることを特徴と
する、光学装置（１９０）を検査する方法。２３、前記
光学装置（１９０）に送られる光ビームの偏光状態を検
出する段階が、光ビームを第１成分と第２成分とに分割
する段階と、前記第２成分を前記光学装置（１９０）に
送る段階と、前記第１成分の偏光状態を検出する段階と
を備えることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。２４、前記検出する段階が、光ビームを第１、第２、第
３、および第４の象限成分に分割する段階と、前記第１
の象限成分を第１の偏光器（１３０）に透過させ次に１
／４波長板（１４０）に透過させる段階と、前記第２の
象限成分を第２の偏光器（１３２）に透過させ次に１／
４波長板（１４０）に透過させる段階と、前記第３の象
限成分を第３の偏光器（１３４）に透過させ次に１／４
波長板（１４０）に透過させる段階と、前記第４の象限
成分を１／４波長板（１３６）に透過させ次に第４の偏
光器（１４２）に透過させる段階と、前記各成分の強度
を検出する段階と、前記検出された各強度から偏光状態
を決定する段階とを具備することを特徴とする、請求項
２２または２３のいずれかに記載の方法。２５、前記決定する段階がストークスのベクトルを計算
する段階を備えることを特徴とする、請求項２４に記載
の方法。２６、前記ストークスのベクトルを表示する段階をさら
に備えることを特徴とする、請求項２５に記載の方法。