JPH0364816B2 - - Google Patents
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- JPH0364816B2 JPH0364816B2 JP24078186A JP24078186A JPH0364816B2 JP H0364816 B2 JPH0364816 B2 JP H0364816B2 JP 24078186 A JP24078186 A JP 24078186A JP 24078186 A JP24078186 A JP 24078186A JP H0364816 B2 JPH0364816 B2 JP H0364816B2
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- refractive index
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/412—Index profiling of optical fibres
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
光フアイバやロツドレンズの製造方法として、
最終製品と同様な半径方向の屈折率分布を有する
プリフオームを作製し、これを細く引伸ばすこと
により製品を得る方法がある。
最終製品と同様な半径方向の屈折率分布を有する
プリフオームを作製し、これを細く引伸ばすこと
により製品を得る方法がある。
これらの製造に際して、プリフオームの屈折率
分布測定は、フアイバ化前のフイードバツクデー
タとして特に重要である。
分布測定は、フアイバ化前のフイードバツクデー
タとして特に重要である。
プリフオームの屈折率測定方法は、多種類ある
が、この発明は、その中の、非破壊で、精度の良
い屈折率分布測定方法に関するものである。
が、この発明は、その中の、非破壊で、精度の良
い屈折率分布測定方法に関するものである。
代表的な測定構成を第４図に示す。
He−Neレーザ１０の光線１２をミラー１４に
よつて任意の角度θ方向に曲げる。その光線１２
を第一のレンズ１６によつて光軸１１と平行な光
とし、マツチングオイル１８中のプリフオーム２
０に入射させる。
よつて任意の角度θ方向に曲げる。その光線１２
を第一のレンズ１６によつて光軸１１と平行な光
とし、マツチングオイル１８中のプリフオーム２
０に入射させる。
入射光線は、プリフオーム２０の屈折率分布に
より、角度φ方向に曲がり、第２のレンズ２２と
シリンドリカルレンズ２４とを通り、観察面２５
にあるラインセンサ２６に入る。
より、角度φ方向に曲がり、第２のレンズ２２と
シリンドリカルレンズ２４とを通り、観察面２５
にあるラインセンサ２６に入る。
２８はラインセンサ２６の電源ならびに位置検
出回路である。
出回路である。
以下の説明の都合上、ｘ，ｙの方向を矢印３０
のようにきめる。なお、ｙ方向は母材２０の軸と
同方向で、紙面に対して直角の方向であり、ｘ方
向は、ｙ方向と光軸１１の両方に対して直角な方
向である。
のようにきめる。なお、ｙ方向は母材２０の軸と
同方向で、紙面に対して直角の方向であり、ｘ方
向は、ｙ方向と光軸１１の両方に対して直角な方
向である。
出射角θは、次式から求められる。
φ＝tan-1（ｘ／ｆ） (1)
ｆ：第２のレンズ２２の焦点距離
ｘ：出射光のスポツト位置
この出射角φから、プリフオーム２０の屈折率
分布ｎ（ｒ）は、次式で求められる。
分布ｎ（ｒ）は、次式で求められる。
ｎ（ｒ）＝n2｛１−１／π∫a rφ（ｙ）
dy／（y2−r2）1/2 (2)
n2：マツチングオイル１８の屈折率
ａ：プリフオーム２０の半径
〔発明が解決しようとする問題点〕
プリフオーム２０への光線１２の入射位置を、
ｘ方向に順次ずらせてゆくと（ｙ方向の高さ一
定）、第５ａ図のように、出射光のレーザスポツ
ト３２は、観察面２５にあるライセンサ２６上
（ｘ軸方向上）を順次移動する。
定）、第５ａ図のように、出射光のレーザスポツ
ト３２は、観察面２５にあるライセンサ２６上
（ｘ軸方向上）を順次移動する。
その各位置のｘから、式(1)を用いて、φを求め、
それから(2)式により屈折率分布を得る。
それから(2)式により屈折率分布を得る。
しかし、母材には作製時に形成される屈折率の
ゆらぎが存在する。
ゆらぎが存在する。
そのため、レーザスポツトはただ一つだけ存在
するのではなく、第５ｂ図のように、０次回析光
３３の他に高次回析光３４が付随して存在する
（０次回析光３３だけが母材の軸と直角な平面内
に出射する）。
するのではなく、第５ｂ図のように、０次回析光
３３の他に高次回析光３４が付随して存在する
（０次回析光３３だけが母材の軸と直角な平面内
に出射する）。
ところが従来は、これら複数の回析光を、シリ
ンドリカルレンズ２４を使つて強制的にｘ軸上に
圧縮して、第５ａ図のレーザスポツト３２として
いた。
ンドリカルレンズ２４を使つて強制的にｘ軸上に
圧縮して、第５ａ図のレーザスポツト３２として
いた。
したがつて、正確な情報が得られなかつた。
この発明は、第１ａ図、第１ｂ図のように、
(1) シリンドリカルレンズ２４を使用して光線１
２の複数個の回析光スポツトを圧縮するという
ことはしないので、その代りに観察面２５に
TVカメラ３８のような２次元の受光素子を置
き、 (2) 出射光を２次元的に解析して、当該出射光の
中の０次回析光の出射角だけを測定すること、 によつて、上記問題の解決を図つたものである。
２の複数個の回析光スポツトを圧縮するという
ことはしないので、その代りに観察面２５に
TVカメラ３８のような２次元の受光素子を置
き、 (2) 出射光を２次元的に解析して、当該出射光の
中の０次回析光の出射角だけを測定すること、 によつて、上記問題の解決を図つたものである。
第1a図は本発明の実施例の測定構成をｙ方向
から見た説明図であり、第１ｂ図は同じくｘ方向
から見た状態の説明図である。
から見た説明図であり、第１ｂ図は同じくｘ方向
から見た状態の説明図である。
これらの図において、１０はHe−Neレーザ、
１６は第一のレンズ。
１６は第一のレンズ。
１８はマツチングオイル、２０はプリフオー
ム、１９はそれらが入つている容器で、２１はプ
リフオーム２０の中心面。
ム、１９はそれらが入つている容器で、２１はプ
リフオーム２０の中心面。
容器１９全体を、ステツピングモータ３６によ
り、ｘ，ｙ両方向に移動できるようにする。
り、ｘ，ｙ両方向に移動できるようにする。
２２は第２のレンズ。３８はTVカメラある
（外にCCD、半導体位置検出器などの２次元の受
光素子も使用できる）。
（外にCCD、半導体位置検出器などの２次元の受
光素子も使用できる）。
４０は信号処理回路、４２は出力である。
(1) He−Neレーザ１０の光線１２を第一のレン
ズ１６で集光する。その光線をプリフオーム２
０の入つている容器１９に対して垂直に入射
し、光線１２の最小スポツトサイズがプリフオ
ーム２０の中心面２１に合うように、第一のレ
ンズ１６を調節する。
ズ１６で集光する。その光線をプリフオーム２
０の入つている容器１９に対して垂直に入射
し、光線１２の最小スポツトサイズがプリフオ
ーム２０の中心面２１に合うように、第一のレ
ンズ１６を調節する。
(2) そして、プリフオーム２０の任意の位置に光
線１２をあてるために、ステツピングモータ３
６で容器１９全体をｘ方向に移動する。
線１２をあてるために、ステツピングモータ３
６で容器１９全体をｘ方向に移動する。
(3) プリフオーム２０から出射した光を、第２の
レンズ２２を通してTVカメラ３８に入射させ
る。
レンズ２２を通してTVカメラ３８に入射させ
る。
上記のように、プリフオーム２０に屈折率の
ゆらぎが存在するとき、０次回析光３３だけ
が、母材の軸と直角な平面内に存在する。
ゆらぎが存在するとき、０次回析光３３だけ
が、母材の軸と直角な平面内に存在する。
この場合は、上記のように、０次回析光３３
だけを取り出すようにするのであるから、入射
光線１２を含みプリフオーム軸と直角な面と
TVカメラ３８の光電面との交線上の光だけを
取り出せばよいように考えられるが、しかし、
測定系には多少の測定誤差、たとえばプリフオ
ームを置いたときの傾きなどが付随するので、
それを考慮して、上記の交線上だけでなく、そ
の近傍に存在する領域の光をも拾い出すように
する。
だけを取り出すようにするのであるから、入射
光線１２を含みプリフオーム軸と直角な面と
TVカメラ３８の光電面との交線上の光だけを
取り出せばよいように考えられるが、しかし、
測定系には多少の測定誤差、たとえばプリフオ
ームを置いたときの傾きなどが付随するので、
それを考慮して、上記の交線上だけでなく、そ
の近傍に存在する領域の光をも拾い出すように
する。
(4) また、光ビームには広がりがあるので、実際
の解析は、画像の強度分布を２次元的にとらえ
て、その中心の位置を決定する。
の解析は、画像の強度分布を２次元的にとらえ
て、その中心の位置を決定する。
(5) ０次回析光３３か高次回析光３４かの判別
は、次のように行う。
は、次のように行う。
すなわち、上記のように、０次回析光３３は
プリフオーム軸に直角な面内を動くのに対し
て、高次回析光３４はプリフオームの軸方向に
も位置を変化させる（第１ｂ図参照）。
プリフオーム軸に直角な面内を動くのに対し
て、高次回析光３４はプリフオームの軸方向に
も位置を変化させる（第１ｂ図参照）。
そこで、プリフオーム２０への光線１２の入
射位置を微少量（プリフオーム外径の１〜数％
程度）変えてみる。すると、０次回析光３３の
中心位置だけが直線的に移動し、高次回析光３
４は円弧を画いて移動するので、区別がつく。
射位置を微少量（プリフオーム外径の１〜数％
程度）変えてみる。すると、０次回析光３３の
中心位置だけが直線的に移動し、高次回析光３
４は円弧を画いて移動するので、区別がつく。
(6) このようにして、TVカメラ３８のような２
次元光センサの面における０次回析光３３の位
置が分かる。
次元光センサの面における０次回析光３３の位
置が分かる。
容器１９をｘ方向のみ移動させたとき、０次回
析光３３の像は、第２図のようになる。
析光３３の像は、第２図のようになる。
各位置の０次回析光３３のｘの値から上記(1)式
により、φxが求められ、それから屈折率分布が
計算される。
により、φxが求められ、それから屈折率分布が
計算される。
そ一例を第３図に示す。
出射光を２次元的に解析して、当該出射光の中
の０次回析光の出射角だけを測定するので、 従来のようにシリンドリカルレンズを使用して全
ての回析光をモニタいたのと異なり、高次回析光
による測定誤差がなくなつて、全体の測定精度が
向上する。
の０次回析光の出射角だけを測定するので、 従来のようにシリンドリカルレンズを使用して全
ての回析光をモニタいたのと異なり、高次回析光
による測定誤差がなくなつて、全体の測定精度が
向上する。
第１ａ図は本発明の実施例の測定構成をｙ方向
から見た状態の説明図、第１ｂ図は本発明の実施
例の測定構成をｘ方向から見た状態の説明図、第
２図はTVカメラ３８で検出するレーザスポツト
３２の像の説明図、第３図はプリフオーム２０の
半径方向のゆらぎによる屈折率分布図、第４図は
従来の測定方法の説明図、第５ａ図はラインセン
サ２６により検出されるレーザスポツト３２の状
態の説明図、第５ｂ図シリンドリカルレンズ２４
を用いなかつた場合のレーザスポツトの説明図。 １０…He−Neレーザ、１１…光軸、１２…光
線、１４…ミラー、１６…第一のレンズ、１８…
マツチングオイル、１９…容器、２０…プリフオ
ーム、２１…中心面、２２…第２のレンズ、２４
…シリンドリカルレンズ、２５…観察面、２６…
ラインセンサ、３０…矢印、３１…矢印、３２…
レーザスポツト、３３…０次回析光スポツト、３
４…高次回析光スポツト、３６…ステツピングモ
ータ、３８…TVカメラ、４０…信号処理回路、
４２…出力。
から見た状態の説明図、第１ｂ図は本発明の実施
例の測定構成をｘ方向から見た状態の説明図、第
２図はTVカメラ３８で検出するレーザスポツト
３２の像の説明図、第３図はプリフオーム２０の
半径方向のゆらぎによる屈折率分布図、第４図は
従来の測定方法の説明図、第５ａ図はラインセン
サ２６により検出されるレーザスポツト３２の状
態の説明図、第５ｂ図シリンドリカルレンズ２４
を用いなかつた場合のレーザスポツトの説明図。 １０…He−Neレーザ、１１…光軸、１２…光
線、１４…ミラー、１６…第一のレンズ、１８…
マツチングオイル、１９…容器、２０…プリフオ
ーム、２１…中心面、２２…第２のレンズ、２４
…シリンドリカルレンズ、２５…観察面、２６…
ラインセンサ、３０…矢印、３１…矢印、３２…
レーザスポツト、３３…０次回析光スポツト、３
４…高次回析光スポツト、３６…ステツピングモ
ータ、３８…TVカメラ、４０…信号処理回路、
４２…出力。
Claims (1)
- １ プリフオームの軸の垂直方向から光線を照射
し、その出射光の出射角を測定することにより、
プリフオーム内の屈折率分布を決定する方法にお
いて、前記出射光を２次元的に解析して、当該出
射光の中の０次回析光の出射角だけを測定するこ
とを特徴とする、屈折率分布の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24078186A JPS6395336A (ja) | 1986-10-10 | 1986-10-10 | 屈折率分布の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24078186A JPS6395336A (ja) | 1986-10-10 | 1986-10-10 | 屈折率分布の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6395336A JPS6395336A (ja) | 1988-04-26 |
| JPH0364816B2 true JPH0364816B2 (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=17064608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24078186A Granted JPS6395336A (ja) | 1986-10-10 | 1986-10-10 | 屈折率分布の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6395336A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5365329A (en) * | 1988-11-15 | 1994-11-15 | York Technology Limited | Apparatus and method for measuring refractive index |
| GB8826643D0 (en) * | 1988-11-15 | 1988-12-21 | York Technology Ltd | Measurement of refractive index |
| JPH07109381B2 (ja) * | 1989-04-17 | 1995-11-22 | 理化学研究所 | 屈折率分布測定装置 |
| JP2661001B2 (ja) * | 1989-04-17 | 1997-10-08 | 理化学研究所 | 屈折率分布の測定方法及び測定装置 |
| JPH0812130B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1996-02-07 | 信越化学工業株式会社 | 屈折率分布の測定方法及び測定装置 |
| JPH07117476B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1995-12-18 | 信越化学工業株式会社 | 屈折率分布の測定方法及び測定装置 |
| JP3735063B2 (ja) * | 2001-12-13 | 2006-01-11 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバ母材の屈折率測定方法 |
| KR20030097242A (ko) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | 학교법인 한양학원 | 광굴절재료의 이득계수 측정장치 |
| CN102494639B (zh) * | 2011-10-18 | 2013-11-13 | 北京理工大学 | 基于全自动套孔法激光发散角的测量装置及测量方法 |
-
1986
- 1986-10-10 JP JP24078186A patent/JPS6395336A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6395336A (ja) | 1988-04-26 |
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