JPH05187829A - 光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置 - Google Patents
光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置Info
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- JPH05187829A JPH05187829A JP247692A JP247692A JPH05187829A JP H05187829 A JPH05187829 A JP H05187829A JP 247692 A JP247692 A JP 247692A JP 247692 A JP247692 A JP 247692A JP H05187829 A JPH05187829 A JP H05187829A
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- outer diameter
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- frequency shift
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本願の光ファイバの外径非破壊測定方法は、
光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光
とを検出し、これらの検出値からビート周波数を求め、
該ビート周波数と、関係式：ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・
ｆm）により、光ファイバの外径を求めることを特徴と
する。また、本願の装置は、光源２と、発生する前方ブ
リルアン散乱光と入射光とを検出する光検出手段７と、
ビート周波数を求める周波数測定手段９と、モード次数
を選択し、前記関係式により、光ファイバの外径を求め
る演算処理手段１０とを具備してなることを特徴とす
る。 【効果】 ビート光の周波数シフトを直接測定すること
ができ、被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で
測定することができる。したがって、検査工程を効率化
することができ、布設された光ファイバの外径を簡単に
精度よく測定することができ、ファイバフェルールの大
きさを即座に知ることができる。
光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光
とを検出し、これらの検出値からビート周波数を求め、
該ビート周波数と、関係式：ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・
ｆm）により、光ファイバの外径を求めることを特徴と
する。また、本願の装置は、光源２と、発生する前方ブ
リルアン散乱光と入射光とを検出する光検出手段７と、
ビート周波数を求める周波数測定手段９と、モード次数
を選択し、前記関係式により、光ファイバの外径を求め
る演算処理手段１０とを具備してなることを特徴とす
る。 【効果】 ビート光の周波数シフトを直接測定すること
ができ、被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で
測定することができる。したがって、検査工程を効率化
することができ、布設された光ファイバの外径を簡単に
精度よく測定することができ、ファイバフェルールの大
きさを即座に知ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの構造パラ
メータである外径を非破壊かつ高精度で測定することの
できる光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置に
関するものである。
メータである外径を非破壊かつ高精度で測定することの
できる光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバの外径を測定する方法
としては、いわゆるニアフィールド法が広く用いられて
いる。この方法は、外径が未知の被測定光ファイバに光
を入射し、該被測定光ファイバからのニアフィールドを
レンズ系を用いて拡大し、ビジコンカメラ等で検出し、
その出力を数値演算処理することにより被測定光ファイ
バの外径を測定する方法である。この方法においては、
レンズ系での拡大倍率等の絶対校正が極めて重要であ
り、この校正精度がそのまま測定精度に反映される。し
たがって、最良の条件の下での当該レンズ系の測定精度
は、概ね±０．５μｍ程度である。
としては、いわゆるニアフィールド法が広く用いられて
いる。この方法は、外径が未知の被測定光ファイバに光
を入射し、該被測定光ファイバからのニアフィールドを
レンズ系を用いて拡大し、ビジコンカメラ等で検出し、
その出力を数値演算処理することにより被測定光ファイ
バの外径を測定する方法である。この方法においては、
レンズ系での拡大倍率等の絶対校正が極めて重要であ
り、この校正精度がそのまま測定精度に反映される。し
たがって、最良の条件の下での当該レンズ系の測定精度
は、概ね±０．５μｍ程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このニ
アフィールド法においては、レンズ系での拡大倍率等の
絶対校正が非常に難しく、現状ではこの校正精度を更に
向上させることが困難であり、したがって、被測定光フ
ァイバの外径の測定精度をこれ以上向上させることは極
めて困難である。また、この方法においては、光ファイ
バを切断しなければ外径を測定することができないため
に、非破壊で測定することが不可能である。また、測定
に多大な時間と手間を要するという欠点もあり、実用上
からも改善が求められていた。
アフィールド法においては、レンズ系での拡大倍率等の
絶対校正が非常に難しく、現状ではこの校正精度を更に
向上させることが困難であり、したがって、被測定光フ
ァイバの外径の測定精度をこれ以上向上させることは極
めて困難である。また、この方法においては、光ファイ
バを切断しなければ外径を測定することができないため
に、非破壊で測定することが不可能である。また、測定
に多大な時間と手間を要するという欠点もあり、実用上
からも改善が求められていた。
【０００４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであって、光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で測
定することのできる光ファイバの外径非破壊測定方法及
びその装置を提供することにある。
のであって、光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で測
定することのできる光ファイバの外径非破壊測定方法及
びその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な光ファイバの外径非破壊測定方法
及びその装置を採用した。すなわち、請求項１記載の光
ファイバの外径非破壊測定方法は、光ファイバにレーザ
光を入射し、該光ファイバ中に発生する前方ブリルアン
散乱光と入射光とを検出し、これらの検出値からビート
周波数を求め、該ビート周波数と、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
に、本発明は次の様な光ファイバの外径非破壊測定方法
及びその装置を採用した。すなわち、請求項１記載の光
ファイバの外径非破壊測定方法は、光ファイバにレーザ
光を入射し、該光ファイバ中に発生する前方ブリルアン
散乱光と入射光とを検出し、これらの検出値からビート
周波数を求め、該ビート周波数と、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
【数３】 の音響波の前記ビート周波数に対応するｍ次のモードの
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
めることを特徴としている。
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
めることを特徴としている。
【０００６】また、請求項２記載の光ファイバの外径非
破壊測定方法は、外径ｄ0が既知の基準光ファイバにレ
ーザ光を入射し、該基準光ファイバ中に発生する前方ブ
リルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検出値か
ら、ｍ次のモード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周
波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m
−ｆ0n）を求め、次いで、外径ｄが未知の被測定光ファ
イバにレーザ光を入射し、該被測定光ファイバ中に発生
する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これら
の検出値から、ｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次
のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ
（＝ｆm−ｆn）を求め、これらの周波数シフト量δ
ｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることを特
徴としている。
破壊測定方法は、外径ｄ0が既知の基準光ファイバにレ
ーザ光を入射し、該基準光ファイバ中に発生する前方ブ
リルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検出値か
ら、ｍ次のモード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周
波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m
−ｆ0n）を求め、次いで、外径ｄが未知の被測定光ファ
イバにレーザ光を入射し、該被測定光ファイバ中に発生
する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これら
の検出値から、ｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次
のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ
（＝ｆm−ｆn）を求め、これらの周波数シフト量δ
ｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることを特
徴としている。
【０００７】また、請求項３記載の光ファイバの外径非
破壊測定方法は、外径ｄ0が既知の基準光ファイバと外
径ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これらの光
ファイバにレーザ光を入射し、これらの光ファイバ中に
発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、こ
れらの検出値から、前記基準光ファイバのｍ次のモード
周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ0n
の間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被
測定光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ
次のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δ
ｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフ
ト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることを特
徴としている。
破壊測定方法は、外径ｄ0が既知の基準光ファイバと外
径ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これらの光
ファイバにレーザ光を入射し、これらの光ファイバ中に
発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、こ
れらの検出値から、前記基準光ファイバのｍ次のモード
周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ0n
の間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被
測定光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ
次のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δ
ｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフ
ト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることを特
徴としている。
【０００８】また、請求項４記載の光ファイバの外径非
破壊測定装置は、光ファイバにレーザ光を入射する光源
と、前記光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とを検出する光検出手段と、検出された検出値
からビート周波数を求める周波数測定手段と、求められ
たビート周波数に対応するモード次数を選択し、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
破壊測定装置は、光ファイバにレーザ光を入射する光源
と、前記光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とを検出する光検出手段と、検出された検出値
からビート周波数を求める周波数測定手段と、求められ
たビート周波数に対応するモード次数を選択し、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
【数４】 の音響波の前記ビート周波数に対応するｍ次のモードの
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
める演算処理手段とを具備してなることを特徴としてい
る。
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
める演算処理手段とを具備してなることを特徴としてい
る。
【０００９】また、請求項５記載の光ファイバの外径非
破壊測定装置は、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ及び
外径ｄが未知の被測定光ファイバにレーザ光を入射する
光源と、前記基準光ファイバ及び被測定光ファイバ中に
発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出する光
検出手段と、これらの検出値から、前記基準光ファイバ
のｍ次のモード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周
波数のシフトｆ0n及び被測定光ファイバのｍ次のモード
周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnを
それぞれ求める周波数測定手段と、前記ｍ次のモード周
波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周波数のシフトｆ0n
の間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及びｍ次
のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数のシ
フトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそ
れぞれ求め、これらの周波数シフト量δｆ0，δｆと、
関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を求める演算処理
手段とを具備してなることを特徴としている。
破壊測定装置は、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ及び
外径ｄが未知の被測定光ファイバにレーザ光を入射する
光源と、前記基準光ファイバ及び被測定光ファイバ中に
発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出する光
検出手段と、これらの検出値から、前記基準光ファイバ
のｍ次のモード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周
波数のシフトｆ0n及び被測定光ファイバのｍ次のモード
周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnを
それぞれ求める周波数測定手段と、前記ｍ次のモード周
波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周波数のシフトｆ0n
の間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及びｍ次
のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数のシ
フトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそ
れぞれ求め、これらの周波数シフト量δｆ0，δｆと、
関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を求める演算処理
手段とを具備してなることを特徴としている。
【００１０】
【作用】光ファイバにレーザ光を入射した場合、該レー
ザ光と音響モードとの相互作用により、新たに前方に散
乱される光波が発生することがＳｈｅｌｂｙ等により既
に報告されている。これがいわゆる、Ｇuided Ａcousti
c Ｗave Ｂrillouin Ｓcattering （誘導音響波ブリル
アン散乱：ＧＡＷＢＳ）である（参考文献１：Ｒ．Ｍ．
Ｓhelby，Ｍ．Ｄ．Ｌevenson，and Ｐ．Ｗ．Ｂayer，
“Ｇuided acoustic-wave Ｂrillouin Ｓcattering，”
Ｐhys．Ｒev．B., vol.31, p.5244,(1985)）。
ザ光と音響モードとの相互作用により、新たに前方に散
乱される光波が発生することがＳｈｅｌｂｙ等により既
に報告されている。これがいわゆる、Ｇuided Ａcousti
c Ｗave Ｂrillouin Ｓcattering （誘導音響波ブリル
アン散乱：ＧＡＷＢＳ）である（参考文献１：Ｒ．Ｍ．
Ｓhelby，Ｍ．Ｄ．Ｌevenson，and Ｐ．Ｗ．Ｂayer，
“Ｇuided acoustic-wave Ｂrillouin Ｓcattering，”
Ｐhys．Ｒev．B., vol.31, p.5244,(1985)）。
【００１１】このＧＡＷＢＳは、伝搬軸方向の成分がゼ
ロである音響波モードであるＲ０ｍモード及びＴＲ2mモ
ードと入射光波との相互作用により散乱される。ここ
で、ｍはモード次数を示す。ＴＲ2mモードにより散乱さ
れる光波と入射光のビート周波数は光ファイバの外径と
密接な関係がある。このＴＲ2mモードに対する境界条件
は下記の固有方程式により記述することができる。
ロである音響波モードであるＲ０ｍモード及びＴＲ2mモ
ードと入射光波との相互作用により散乱される。ここ
で、ｍはモード次数を示す。ＴＲ2mモードにより散乱さ
れる光波と入射光のビート周波数は光ファイバの外径と
密接な関係がある。このＴＲ2mモードに対する境界条件
は下記の固有方程式により記述することができる。
【数５】 ここで、Ｊ2は２次のベッセル関数、Ｊ3は３次のベッセ
ル関数、ｙmは（２）式を満足するｍ番目の固有値、α
は音響波速度比、すなわち、光ファイバの横方向の音速
ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶLである。
ル関数、ｙmは（２）式を満足するｍ番目の固有値、α
は音響波速度比、すなわち、光ファイバの横方向の音速
ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶLである。
【００１２】また、第ｍモードによる散乱光の周波数シ
フトｆmは、光ファイバの外径ｄを用いて次式で表わす
ことができる。 ｆm＝ｙm・ＶS／（π・ｄ） … …（４） これより、光ファイバの外径ｄは、第ｍモードの周波数
シフトｆmを用いて次式により表わすことができる。 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） ここで、ＶLは、光ファイバの後方ブリルアン散乱の周
波数シフト量より決まる量であり、また、光ファイバの
材料が決まればα，ＶS及びＶLも決定される。したがっ
て、光ファイバの外径ｄは、周波数シフトｆmを測定す
ることにより直接的に求めることができる。
フトｆmは、光ファイバの外径ｄを用いて次式で表わす
ことができる。 ｆm＝ｙm・ＶS／（π・ｄ） … …（４） これより、光ファイバの外径ｄは、第ｍモードの周波数
シフトｆmを用いて次式により表わすことができる。 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） ここで、ＶLは、光ファイバの後方ブリルアン散乱の周
波数シフト量より決まる量であり、また、光ファイバの
材料が決まればα，ＶS及びＶLも決定される。したがっ
て、光ファイバの外径ｄは、周波数シフトｆmを測定す
ることにより直接的に求めることができる。
【００１３】更に、光ファイバの材料が既知の場合に
は、外径が既知の光ファイバを基に被測定光ファイバの
外径を求めることができる。すなわち、光ファイバのｍ
次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数の
シフトｆnの間の周波数シフト量δｆは、（３）式によ
り次の様に表わすことができる。 δｆ＝ｆm−ｆn＝（α・ＶL／π・ｄ）・（ｙm−ｙn） … …（５） この（５）式は、光ファイバの材料が同等であれば、任
意の外径について成り立つ式である。つまり、ここで
は、ｙm，ｙn，α及びｖLは光ファイバの外径に無関係
であるから、基準となる光ファイバの外径をｄ0とし、
この基準光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆ0m
とｎ次のモード周波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト
量をδｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）とすると、外径が未知の被
測定光ファイバの外径ｄは、該光ファイバの周波数シフ
ト量をδｆとして次式により求めることができる。 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） したがって、基準光ファイバの周波数シフト量と被測定
光ファイバの周波数シフト量の比と基準ファイバの外径
の値より、被測定光ファイバの外径を求めることができ
る。また、この場合の測定精度は、ビート光の光検出手
段の周波数分解能により決定されるため、分解能を更に
向上させることにより原理的に測定精度を更に向上させ
ることができる。
は、外径が既知の光ファイバを基に被測定光ファイバの
外径を求めることができる。すなわち、光ファイバのｍ
次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数の
シフトｆnの間の周波数シフト量δｆは、（３）式によ
り次の様に表わすことができる。 δｆ＝ｆm−ｆn＝（α・ＶL／π・ｄ）・（ｙm−ｙn） … …（５） この（５）式は、光ファイバの材料が同等であれば、任
意の外径について成り立つ式である。つまり、ここで
は、ｙm，ｙn，α及びｖLは光ファイバの外径に無関係
であるから、基準となる光ファイバの外径をｄ0とし、
この基準光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆ0m
とｎ次のモード周波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト
量をδｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）とすると、外径が未知の被
測定光ファイバの外径ｄは、該光ファイバの周波数シフ
ト量をδｆとして次式により求めることができる。 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） したがって、基準光ファイバの周波数シフト量と被測定
光ファイバの周波数シフト量の比と基準ファイバの外径
の値より、被測定光ファイバの外径を求めることができ
る。また、この場合の測定精度は、ビート光の光検出手
段の周波数分解能により決定されるため、分解能を更に
向上させることにより原理的に測定精度を更に向上させ
ることができる。
【００１４】本発明の請求項１記載の光ファイバの外径
非破壊測定方法では、光ファイバ中に発生する前方ブリ
ルアン散乱光と入射光との検出値から求められるビート
周波数と、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、前記光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で求
める。
非破壊測定方法では、光ファイバ中に発生する前方ブリ
ルアン散乱光と入射光との検出値から求められるビート
周波数と、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、前記光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で求
める。
【００１５】また、請求項２記載の光ファイバの外径非
破壊測定方法では、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ中
に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光との検出値か
ら周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）を求め、次い
で、外径ｄが未知の被測定光ファイバ中に発生する前方
ブリルアン散乱光と入射光との検出値から周波数シフト
量δｆ（＝ｆm−ｆn）を求め、これらの周波数シフト量
δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精
度で求める。
破壊測定方法では、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ中
に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光との検出値か
ら周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）を求め、次い
で、外径ｄが未知の被測定光ファイバ中に発生する前方
ブリルアン散乱光と入射光との検出値から周波数シフト
量δｆ（＝ｆm−ｆn）を求め、これらの周波数シフト量
δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精
度で求める。
【００１６】また、請求項３記載の光ファイバの外径非
破壊測定方法では、外径ｄ0が既知の基準光ファイバと
外径ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これらの
光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光
との検出値から、前記基準光ファイバの周波数シフト量
δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被測定光ファイバの周波
数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これら
の周波数シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精
度で求める。
破壊測定方法では、外径ｄ0が既知の基準光ファイバと
外径ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これらの
光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光
との検出値から、前記基準光ファイバの周波数シフト量
δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被測定光ファイバの周波
数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これら
の周波数シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精
度で求める。
【００１７】また、請求項４記載の光ファイバの外径非
破壊測定装置では、光検出手段が光ファイバ中に発生す
る前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、周波数測
定手段が検出された検出値からビート周波数を求め、演
算処理手段が求められたビート周波数に対応するモード
次数を選択し、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、前記光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で求
める。
破壊測定装置では、光検出手段が光ファイバ中に発生す
る前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、周波数測
定手段が検出された検出値からビート周波数を求め、演
算処理手段が求められたビート周波数に対応するモード
次数を選択し、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、前記光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で求
める。
【００１８】また、請求項５記載の光ファイバの外径非
破壊測定装置では、光検出手段が前記基準光ファイバ及
び被測定光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とを検出し、周波数測定手段がこれらの検出値
から前記基準光ファイバのｍ次のモード周波数のシフト
ｆ0m０とｎ次のモード周波数のシフトｆ0n及び被測定光
ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモ
ード周波数のシフトｆnをそれぞれ求め、演算処理手段
が前記基準光ファイバの周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m
−ｆ0n）及び、被測定光ファイバの周波数シフト量δｆ
（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト
量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精
度で求める。
破壊測定装置では、光検出手段が前記基準光ファイバ及
び被測定光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とを検出し、周波数測定手段がこれらの検出値
から前記基準光ファイバのｍ次のモード周波数のシフト
ｆ0m０とｎ次のモード周波数のシフトｆ0n及び被測定光
ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモ
ード周波数のシフトｆnをそれぞれ求め、演算処理手段
が前記基準光ファイバの周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m
−ｆ0n）及び、被測定光ファイバの周波数シフト量δｆ
（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト
量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、前記被測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精
度で求める。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の各実施態様について説明す
る。 〔実施例１〕図１は、本発明の一実施例である光ファイ
バの外径非破壊測定装置１の概略構成図である。図中、
２は周波数安定化光源、３は偏光子、４は光アイソレー
タ、５は被測定光ファイバ、６は偏光子、７は受光器
（光検出手段）、８は増幅器、９はスペクトルアナライ
ザ（周波数測定手段）、１０は演算処理装置である。
る。 〔実施例１〕図１は、本発明の一実施例である光ファイ
バの外径非破壊測定装置１の概略構成図である。図中、
２は周波数安定化光源、３は偏光子、４は光アイソレー
タ、５は被測定光ファイバ、６は偏光子、７は受光器
（光検出手段）、８は増幅器、９はスペクトルアナライ
ザ（周波数測定手段）、１０は演算処理装置である。
【００２０】ここで、偏光子３，６は、光ファイバ中で
発生した前方ブリルアン散乱光を入射光を用いてヘテロ
ダイン検波するために用いられ、また、光アイソレータ
４は、光ファイバからの後方散乱光を除去し、光源の周
波数を安定化するために用いられる。また、演算処理装
置１０は、求められたビート周波数に対応するモード次
数を選択し、２次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセ
ル関数Ｊ3を含む固有方程式
発生した前方ブリルアン散乱光を入射光を用いてヘテロ
ダイン検波するために用いられ、また、光アイソレータ
４は、光ファイバからの後方散乱光を除去し、光源の周
波数を安定化するために用いられる。また、演算処理装
置１０は、求められたビート周波数に対応するモード次
数を選択し、２次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセ
ル関数Ｊ3を含む固有方程式
【数６】 を解いてｍ次のモードの固有値ｙmを求め、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、被測定光ファイバ５の外径を求めるものであ
る。
る。
【００２１】次に、光ファイバの外径非破壊測定装置１
を用いて光ファイバの外径を測定する方法について説明
する。周波数安定化光源２からレーザ光を出射させ、偏
光子３、光アイソレータ４を順次通過させて被測定光フ
ァイバ５に入射させる。該被測定光ファイバ５中では、
音響波モードと入射光とが相互作用することにより、新
たな前方ブリルアン散乱光が発生する。この発生した前
方ブリルアン散乱光と入射光とは偏光子６を通過した後
受光器７がヘテロダイン検波し、増幅器８を介してスペ
クトルアナライザ９が前方ブリルアン散乱光と入射光と
のビート出力信号を得る。
を用いて光ファイバの外径を測定する方法について説明
する。周波数安定化光源２からレーザ光を出射させ、偏
光子３、光アイソレータ４を順次通過させて被測定光フ
ァイバ５に入射させる。該被測定光ファイバ５中では、
音響波モードと入射光とが相互作用することにより、新
たな前方ブリルアン散乱光が発生する。この発生した前
方ブリルアン散乱光と入射光とは偏光子６を通過した後
受光器７がヘテロダイン検波し、増幅器８を介してスペ
クトルアナライザ９が前方ブリルアン散乱光と入射光と
のビート出力信号を得る。
【００２２】演算処理装置１０は、求められたビート出
力信号に対応するモード次数を選択し、次いで、２次の
ベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む固有
方程式
力信号に対応するモード次数を選択し、次いで、２次の
ベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む固有
方程式
【数７】 を解いてｍ次のモードの固有値ｙmを求め、次いで、関
係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求める。
係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） … …（１） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求める。
【００２３】図２は、光ファイバの外径非破壊測定装置
１を用いて被測定光ファイバ５中に発生する前方ブリル
アン散乱光と入射光とのビート光のスペクトルを測定し
た結果を示す図である。ここで用いた光ファイバは、純
石英コアの光ファイバで、比屈折率差は０．３％、外径
は約１２５μｍ（ファイバＡ）と約１００μｍ（ファイ
バＢ）の２種である。また、光ファイバの長さは約３０
００ｍである。また、測定に用いた周波数安定化光源２
は、波長１５５０ｎｍのＤＦＢレーザである。この測定
方法においては、光ファイバの長さは、短くても長くて
も問題なく、また光ファイバを切断する必要もない。し
かし、被測定光ファイバ５の長さが短い場合には、高出
力の周波数安定化光源２を使用する必要がある。
１を用いて被測定光ファイバ５中に発生する前方ブリル
アン散乱光と入射光とのビート光のスペクトルを測定し
た結果を示す図である。ここで用いた光ファイバは、純
石英コアの光ファイバで、比屈折率差は０．３％、外径
は約１２５μｍ（ファイバＡ）と約１００μｍ（ファイ
バＢ）の２種である。また、光ファイバの長さは約３０
００ｍである。また、測定に用いた周波数安定化光源２
は、波長１５５０ｎｍのＤＦＢレーザである。この測定
方法においては、光ファイバの長さは、短くても長くて
も問題なく、また光ファイバを切断する必要もない。し
かし、被測定光ファイバ５の長さが短い場合には、高出
力の周波数安定化光源２を使用する必要がある。
【００２４】図２より明らかに、ＴＲ25及びＴＲ27モー
ドのそれぞれの周波数は、光ファイバの外径が変化する
につれてシフトしているのがわかる。この場合、外径が
小さくなるにつれて、モード周波数は増加している。こ
の測定結果より得られた各光ファイバの外径は、ファイ
バＡでは１２４．８μｍ、ファイバＢでは１０１．３μ
ｍであった。
ドのそれぞれの周波数は、光ファイバの外径が変化する
につれてシフトしているのがわかる。この場合、外径が
小さくなるにつれて、モード周波数は増加している。こ
の測定結果より得られた各光ファイバの外径は、ファイ
バＡでは１２４．８μｍ、ファイバＢでは１０１．３μ
ｍであった。
【００２５】また、図３はＴＲ25モードとＴＲ27モード
に対する周波数シフトと光ファイバの外径との関係を示
す図である。この図より、外径が１μｍ変化すると約１
ＭＨｚ周波数がシフトすることがわかる。従って０．１
μｍでの精度で外径を測定する場合には、周波数分解能
は百ＫＨｚ以下であることが必要である。
に対する周波数シフトと光ファイバの外径との関係を示
す図である。この図より、外径が１μｍ変化すると約１
ＭＨｚ周波数がシフトすることがわかる。従って０．１
μｍでの精度で外径を測定する場合には、周波数分解能
は百ＫＨｚ以下であることが必要である。
【００２６】以上説明したように、本実施例の光ファイ
バの外径非破壊測定装置１によれば、被測定光ファイバ
５の外径を非破壊かつ高精度で測定することができる。
また、受光器７の分解能を更に向上させることにより原
理的に測定精度を更に向上させることができる。
バの外径非破壊測定装置１によれば、被測定光ファイバ
５の外径を非破壊かつ高精度で測定することができる。
また、受光器７の分解能を更に向上させることにより原
理的に測定精度を更に向上させることができる。
【００２７】また、本実施例の光ファイバの外径非破壊
測定方法によれば、前方ブリルアン散乱光を入射光との
ヘテロダイン検波することにより、そのビート光の周波
数シフトを直接測定することができ、被測定光ファイバ
の外径を非破壊かつ高精度で求めることができ、従来の
測定法とは異り長さの絶対校正も不要となる。また、本
測定方法は非破壊測定法であるから、光ファイバの外径
を測定するために該光ファイバを切断する必要がなく、
検査工程を効率化することができ、また、布設されたケ
ーブル中での光ファイバの外径を簡単に精度よく測定す
ることができ、現場のコネクタ付け等において、ファイ
バフェルールの大きさを即座に知ることができるという
様々な効果を奏することができる。
測定方法によれば、前方ブリルアン散乱光を入射光との
ヘテロダイン検波することにより、そのビート光の周波
数シフトを直接測定することができ、被測定光ファイバ
の外径を非破壊かつ高精度で求めることができ、従来の
測定法とは異り長さの絶対校正も不要となる。また、本
測定方法は非破壊測定法であるから、光ファイバの外径
を測定するために該光ファイバを切断する必要がなく、
検査工程を効率化することができ、また、布設されたケ
ーブル中での光ファイバの外径を簡単に精度よく測定す
ることができ、現場のコネクタ付け等において、ファイ
バフェルールの大きさを即座に知ることができるという
様々な効果を奏することができる。
【００２８】〔実施例２〕光ファイバの外径非破壊測定
装置１を用いて光ファイバの外径を測定する他の方法に
ついて図１に基づき説明する。この方法は、基準光ファ
イバ１１の周波数シフト量と被測定光ファイバ５の周波
数シフト量の比と基準光ファイバ１１の外径ｄ0の値よ
り、被測定光ファイバ５の外径ｄを求める方法である。
装置１を用いて光ファイバの外径を測定する他の方法に
ついて図１に基づき説明する。この方法は、基準光ファ
イバ１１の周波数シフト量と被測定光ファイバ５の周波
数シフト量の比と基準光ファイバ１１の外径ｄ0の値よ
り、被測定光ファイバ５の外径ｄを求める方法である。
【００２９】まず、周波数安定化光源２からレーザ光を
出射させ、偏光子３、光アイソレータ４を順次通過させ
て、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ１１にレーザ光を
入射させる。受光器７が該基準光ファイバ１１中におい
て発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とをヘテロダ
イン検波し、スペクトルアナライザ９が前方ブリルアン
散乱光と入射光とのビート出力信号を得る。演算処理装
置１０は、求められたビート出力信号から、ｍ次のモー
ド周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ
0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）を求め
る。
出射させ、偏光子３、光アイソレータ４を順次通過させ
て、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ１１にレーザ光を
入射させる。受光器７が該基準光ファイバ１１中におい
て発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とをヘテロダ
イン検波し、スペクトルアナライザ９が前方ブリルアン
散乱光と入射光とのビート出力信号を得る。演算処理装
置１０は、求められたビート出力信号から、ｍ次のモー
ド周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ
0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）を求め
る。
【００３０】次いで、全く同様にして、外径ｄが未知の
被測定光ファイバ５にレーザ光を入射し、該被測定光フ
ァイバ５中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光と
を検出し、これらの検出値から、ｍ次のモード周波数の
シフトｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnの間の周波
数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）を求める。次いで、演算
処理装置１０を用いて、これらの周波数シフト量δ
ｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求める。
被測定光ファイバ５にレーザ光を入射し、該被測定光フ
ァイバ５中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光と
を検出し、これらの検出値から、ｍ次のモード周波数の
シフトｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnの間の周波
数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）を求める。次いで、演算
処理装置１０を用いて、これらの周波数シフト量δ
ｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求める。
【００３１】以上説明したように、本実施例の光ファイ
バの外径非破壊測定方法においても、上記実施例１の測
定方法と全く同様の作用・効果を奏することができる。
バの外径非破壊測定方法においても、上記実施例１の測
定方法と全く同様の作用・効果を奏することができる。
【００３２】〔実施例３〕図４は、本発明の他の一実施
例である光ファイバの外径非破壊測定装置２１の概略構
成図である。この光ファイバの外径非破壊測定装置２１
は、実施例１の光ファイバの外径非破壊測定装置１の演
算処理装置１０を演算処理装置２２に替えたもので、他
の構成は光ファイバの外径非破壊測定装置１と全く同一
である。
例である光ファイバの外径非破壊測定装置２１の概略構
成図である。この光ファイバの外径非破壊測定装置２１
は、実施例１の光ファイバの外径非破壊測定装置１の演
算処理装置１０を演算処理装置２２に替えたもので、他
の構成は光ファイバの外径非破壊測定装置１と全く同一
である。
【００３３】演算処理装置２２は、求められたビート出
力信号に基づいて基準光ファイバ１１の周波数シフト量
δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被測定光ファイバ５の周
波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これ
らの周波数シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求めるものである。
力信号に基づいて基準光ファイバ１１の周波数シフト量
δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被測定光ファイバ５の周
波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これ
らの周波数シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求めるものである。
【００３４】次に、光ファイバの外径非破壊測定装置２
１を用いて光ファイバの外径を測定する方法について図
４に基づき説明する。この方法は、基準光ファイバ１１
と被測定光ファイバ５とを接続し、これらの各光ファイ
バ１１，５の周波数シフト量を求め、基準光ファイバ１
１と被測定光ファイバ５の周波数シフト量の比と基準光
ファイバ１１の外径ｄ0の値より、被測定光ファイバ５
の外径ｄを求める方法である。
１を用いて光ファイバの外径を測定する方法について図
４に基づき説明する。この方法は、基準光ファイバ１１
と被測定光ファイバ５とを接続し、これらの各光ファイ
バ１１，５の周波数シフト量を求め、基準光ファイバ１
１と被測定光ファイバ５の周波数シフト量の比と基準光
ファイバ１１の外径ｄ0の値より、被測定光ファイバ５
の外径ｄを求める方法である。
【００３５】まず、周波数安定化光源２からレーザ光を
出射させ、偏光子３、光アイソレータ４を順次通過させ
て、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ１１及び外径ｄが
未知の被測定光ファイバ５に順次レーザ光を入射させ
る。受光器７が該基準光ファイバ１１及び被測定光ファ
イバ５それぞれにおいて発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とをヘテロダイン検波し、スペクトルアナライ
ザ９が前方ブリルアン散乱光と入射光とのビート出力信
号を得る。
出射させ、偏光子３、光アイソレータ４を順次通過させ
て、外径ｄ0が既知の基準光ファイバ１１及び外径ｄが
未知の被測定光ファイバ５に順次レーザ光を入射させ
る。受光器７が該基準光ファイバ１１及び被測定光ファ
イバ５それぞれにおいて発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とをヘテロダイン検波し、スペクトルアナライ
ザ９が前方ブリルアン散乱光と入射光とのビート出力信
号を得る。
【００３６】演算処理装置２２は、求められたビート出
力信号から、基準光ファイバ１１のｍ次のモード周波数
のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ0nの間の
周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び被測定光フ
ァイバ５のｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモ
ード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝
ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト量δ
ｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求める。
力信号から、基準光ファイバ１１のｍ次のモード周波数
のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ0nの間の
周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び被測定光フ
ァイバ５のｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモ
ード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝
ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト量δ
ｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） … …（３） により、被測定光ファイバ５の外径を非破壊かつ高精度
で求める。
【００３７】図５は、光ファイバの外径非破壊測定装置
１を用いて、ファイバＡ（基準光ファイバ）とファイバ
Ｂ（被測定光ファイバ）を接続した場合のそれぞれに発
生する前方ブリルアン散乱光と入射光とのビート光のス
ペクトルを測定した結果を示す図である。ここで用いた
光ファイバ及び周波数安定化光源２は実施例１と同一の
ものである。
１を用いて、ファイバＡ（基準光ファイバ）とファイバ
Ｂ（被測定光ファイバ）を接続した場合のそれぞれに発
生する前方ブリルアン散乱光と入射光とのビート光のス
ペクトルを測定した結果を示す図である。ここで用いた
光ファイバ及び周波数安定化光源２は実施例１と同一の
ものである。
【００３８】図５より明らかに、ＴＲ25及びＴＲ27モー
ドのそれぞれの周波数は、ファイバＡ及びファイバＢそ
れぞれに対応したビート光が発生しているのがわかる。
ファイバＢの外径の大きさは、ファイバＡの外径ｄ
0（１２４．８μｍ）と、ファイバＡ及びファイバＢそ
れぞれのＴＲ25モードとＴＲ27モードの周波数シフト量
より（３）式を用いて求めることができ、１０１．３μ
ｍであった。
ドのそれぞれの周波数は、ファイバＡ及びファイバＢそ
れぞれに対応したビート光が発生しているのがわかる。
ファイバＢの外径の大きさは、ファイバＡの外径ｄ
0（１２４．８μｍ）と、ファイバＡ及びファイバＢそ
れぞれのＴＲ25モードとＴＲ27モードの周波数シフト量
より（３）式を用いて求めることができ、１０１．３μ
ｍであった。
【００３９】以上説明したように、本実施例の光ファイ
バの外径非破壊測定方法においても上記実施例１及び２
の測定方法と全く同様の作用・効果を奏することができ
る。しかも、この方法は基準光ファイバと被測定光ファ
イバとを接続して同時に測定するために、これらの光フ
ァイバを別々に測定する場合と比べて測定誤差を低減さ
せることができる。
バの外径非破壊測定方法においても上記実施例１及び２
の測定方法と全く同様の作用・効果を奏することができ
る。しかも、この方法は基準光ファイバと被測定光ファ
イバとを接続して同時に測定するために、これらの光フ
ァイバを別々に測定する場合と比べて測定誤差を低減さ
せることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の光ファイバの外径非破壊測定方法によれば、光フ
ァイバにレーザ光を入射し、該光ファイバ中に発生する
前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検
出値からビート周波数を求め、該ビート周波数と、関係
式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
記載の光ファイバの外径非破壊測定方法によれば、光フ
ァイバにレーザ光を入射し、該光ファイバ中に発生する
前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検
出値からビート周波数を求め、該ビート周波数と、関係
式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
【数８】 の音響波の前記ビート周波数に対応するｍ次のモードの
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
めることとしたので、前方ブリルアン散乱光を入射光と
のヘテロダイン検波することにより、そのビート光の周
波数シフトを直接測定することができ、したがって、被
測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で測定するこ
とができ、従来の測定法とは異り、長さの絶対校正も不
要となる。
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
めることとしたので、前方ブリルアン散乱光を入射光と
のヘテロダイン検波することにより、そのビート光の周
波数シフトを直接測定することができ、したがって、被
測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で測定するこ
とができ、従来の測定法とは異り、長さの絶対校正も不
要となる。
【００４１】また、本測定方法は非破壊測定法であるか
ら、光ファイバの外径を測定するために該光ファイバを
切断する必要がなく、検査工程を効率化することがで
き、また、布設されたケーブル中での光ファイバの外径
を簡単に精度よく測定することができ、現場のコネクタ
付け等において、ファイバフェルールの大きさを即座に
知ることができるという様々な効果を奏することができ
る。
ら、光ファイバの外径を測定するために該光ファイバを
切断する必要がなく、検査工程を効率化することがで
き、また、布設されたケーブル中での光ファイバの外径
を簡単に精度よく測定することができ、現場のコネクタ
付け等において、ファイバフェルールの大きさを即座に
知ることができるという様々な効果を奏することができ
る。
【００４２】また、請求項２記載の光ファイバの外径非
破壊測定方法によれば、外径ｄ0が既知の基準光ファイ
バにレーザ光を入射し、該基準光ファイバ中に発生する
前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検
出値から、ｍ次のモード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモ
ード周波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ
0（＝ｆ0m−ｆ0n）を求め、次いで、外径ｄが未知の被
測定光ファイバにレーザ光を入射し、該被測定光ファイ
バ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出
し、これらの検出値から、ｍ次のモード周波数のシフト
ｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフ
ト量δｆ（＝ｆm−ｆn）を求め、これらの周波数シフト
量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることとし
たので、前方ブリルアン散乱光を入射光とのヘテロダイ
ン検波することにより、そのビート光の周波数シフトを
直接測定することができ、したがって、被測定光ファイ
バの外径を非破壊かつ高精度で測定することができ、従
来の測定法とは異り、長さの絶対校正も不要となる。
破壊測定方法によれば、外径ｄ0が既知の基準光ファイ
バにレーザ光を入射し、該基準光ファイバ中に発生する
前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検
出値から、ｍ次のモード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモ
ード周波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ
0（＝ｆ0m−ｆ0n）を求め、次いで、外径ｄが未知の被
測定光ファイバにレーザ光を入射し、該被測定光ファイ
バ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出
し、これらの検出値から、ｍ次のモード周波数のシフト
ｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフ
ト量δｆ（＝ｆm−ｆn）を求め、これらの周波数シフト
量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることとし
たので、前方ブリルアン散乱光を入射光とのヘテロダイ
ン検波することにより、そのビート光の周波数シフトを
直接測定することができ、したがって、被測定光ファイ
バの外径を非破壊かつ高精度で測定することができ、従
来の測定法とは異り、長さの絶対校正も不要となる。
【００４３】また、本測定方法は非破壊測定法であるか
ら、光ファイバを切断する必要がなく検査工程を効率化
することができ、現場のコネクタ付け等においても、フ
ァイバフェルールの大きさを即座に知ることができると
いう様々な効果を奏することができる。
ら、光ファイバを切断する必要がなく検査工程を効率化
することができ、現場のコネクタ付け等においても、フ
ァイバフェルールの大きさを即座に知ることができると
いう様々な効果を奏することができる。
【００４４】また、請求項３記載の光ファイバの外径非
破壊測定方法によれば、外径ｄ0が既知の基準光ファイ
バと外径ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これ
らの光ファイバにレーザ光を入射し、これらの光ファイ
バ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出
し、これらの検出値から、前記基準光ファイバのｍ次の
モード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフ
トｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及
び、被測定光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆ
mとｎ次のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト
量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数
シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることとし
たので、前方ブリルアン散乱光を入射光とのヘテロダイ
ン検波することにより、そのビート光の周波数シフトを
直接測定することができ、したがって、被測定光ファイ
バの外径を非破壊かつ高精度で測定することができる。
破壊測定方法によれば、外径ｄ0が既知の基準光ファイ
バと外径ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これ
らの光ファイバにレーザ光を入射し、これらの光ファイ
バ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出
し、これらの検出値から、前記基準光ファイバのｍ次の
モード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフ
トｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及
び、被測定光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆ
mとｎ次のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト
量δｆ（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数
シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることとし
たので、前方ブリルアン散乱光を入射光とのヘテロダイ
ン検波することにより、そのビート光の周波数シフトを
直接測定することができ、したがって、被測定光ファイ
バの外径を非破壊かつ高精度で測定することができる。
【００４５】また、本測定方法は非破壊測定法であるか
ら、光ファイバを切断する必要がなく検査工程を効率化
することができ、現場のコネクタ付け等においても、フ
ァイバフェルールの大きさを即座に知ることができる。
しかも、この方法は基準光ファイバと被測定光ファイバ
とを接続して同時に測定するために、これらの光ファイ
バを別々に測定する場合と比べて測定誤差を低減させる
ことができる。
ら、光ファイバを切断する必要がなく検査工程を効率化
することができ、現場のコネクタ付け等においても、フ
ァイバフェルールの大きさを即座に知ることができる。
しかも、この方法は基準光ファイバと被測定光ファイバ
とを接続して同時に測定するために、これらの光ファイ
バを別々に測定する場合と比べて測定誤差を低減させる
ことができる。
【００４６】また、請求項４記載の光ファイバの外径非
破壊測定装置によれば、光ファイバにレーザ光を入射す
る光源と、前記光ファイバ中に発生する前方ブリルアン
散乱光と入射光とを検出する光検出手段と、検出された
検出値からビート周波数を求める周波数測定手段と、求
められたビート周波数に対応するモード次数を選択し、
関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
破壊測定装置によれば、光ファイバにレーザ光を入射す
る光源と、前記光ファイバ中に発生する前方ブリルアン
散乱光と入射光とを検出する光検出手段と、検出された
検出値からビート周波数を求める周波数測定手段と、求
められたビート周波数に対応するモード次数を選択し、
関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） 但し、ｄは光ファイバの外径、αは光ファイバの横方向
の音速ＶSと縦方向の音速ＶLとの比ＶS／ＶL、ｙmは２
次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ3を含む
固有方程式
【数９】 の音響波の前記ビート周波数に対応するｍ次のモードの
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
める演算処理手段とを具備してなることとしたので、被
測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で測定するこ
とができる。また、光検出手段の分解能を更に向上させ
ることにより原理的に測定精度を更に向上させることが
できる。
固有値、ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモー
ド周波数のシフト、により、前記光ファイバの外径を求
める演算処理手段とを具備してなることとしたので、被
測定光ファイバの外径を非破壊かつ高精度で測定するこ
とができる。また、光検出手段の分解能を更に向上させ
ることにより原理的に測定精度を更に向上させることが
できる。
【００４７】また、請求項５記載の光ファイバの外径非
破壊測定装置によれば、外径ｄ0が既知の基準光ファイ
バ及び外径ｄが未知の被測定光ファイバにレーザ光を入
射する光源と、前記基準光ファイバ及び被測定光ファイ
バ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出
する光検出手段と、これらの検出値から、前記基準光フ
ァイバのｍ次のモード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモ
ード周波数のシフトｆ0n及び被測定光ファイバのｍ次の
モード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数のシフ
トｆnをそれぞれ求める周波数測定手段と、前記ｍ次の
モード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周波数のシ
フトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）
及びｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周
波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆ
n）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト量δｆ0，δ
ｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求める演算処理
手段とを具備してなることとしたので、基準光ファイバ
と被測定光ファイバを接続した状態で、被測定光ファイ
バの外径を非破壊かつ高精度で測定することができる。
また、光検出手段の分解能を更に向上させることにより
原理的に測定精度を更に向上させることができる。
破壊測定装置によれば、外径ｄ0が既知の基準光ファイ
バ及び外径ｄが未知の被測定光ファイバにレーザ光を入
射する光源と、前記基準光ファイバ及び被測定光ファイ
バ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出
する光検出手段と、これらの検出値から、前記基準光フ
ァイバのｍ次のモード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモ
ード周波数のシフトｆ0n及び被測定光ファイバのｍ次の
モード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数のシフ
トｆnをそれぞれ求める周波数測定手段と、前記ｍ次の
モード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周波数のシ
フトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）
及びｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周
波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆ
n）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト量δｆ0，δ
ｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求める演算処理
手段とを具備してなることとしたので、基準光ファイバ
と被測定光ファイバを接続した状態で、被測定光ファイ
バの外径を非破壊かつ高精度で測定することができる。
また、光検出手段の分解能を更に向上させることにより
原理的に測定精度を更に向上させることができる。
【図１】本発明の実施例１の光ファイバの外径非破壊測
定装置の概略構成図である。
定装置の概略構成図である。
【図２】光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光
と入射光とのビート光のスペクトルを測定した結果を示
す図である。
と入射光とのビート光のスペクトルを測定した結果を示
す図である。
【図３】ＴＲ25モードとＴＲ27モードに対する周波数シ
フトと光ファイバの外径との関係を示す図である。
フトと光ファイバの外径との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例３の光ファイバの外径非破壊測
定装置の概略構成図である。
定装置の概略構成図である。
【図５】基準光ファイバ及び被測定光ファイバ中に発生
する前方ブリルアン散乱光と入射光とのビート光のスペ
クトルを測定した結果を示す図である。
する前方ブリルアン散乱光と入射光とのビート光のスペ
クトルを測定した結果を示す図である。
１ 光ファイバの外径非破壊測定装置 ２ 周波数安定化光源 ３，６ 偏光子 ４ 光アイソレータ ５ 被測定光ファイバ ７ 受光器（光検出手段） ８ 増幅器 ９ スペクトルアナライザ（周波数測定手段） １０ 演算処理装置 １１ 基準光ファイバ ２１ 光ファイバの外径非破壊測定装置 ２２ 演算処理装置
Claims (5)
- 【請求項１】 光ファイバにレーザ光を入射し、該光フ
ァイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを
検出し、これらの検出値からビート周波数を求め、該ビ
ート周波数と、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） 但し、ｄは光ファイバの外径、 αは光ファイバの横方向の音速ＶSと縦方向の音速ＶLと
の比ＶS／ＶL、 ｙmは２次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ
3を含む固有方程式 【数１】 の音響波の前記ビート周波数に対応するｍ次のモードの
固有値、 ｆmは前記ビート周波数に対応するｍ次のモード周波数
のシフト、により、前記光ファイバの外径を求めること
を特徴とする光ファイバの外径非破壊測定方法。 - 【請求項２】 外径ｄ0が既知の基準光ファイバにレー
ザ光を入射し、該基準光ファイバ中に発生する前方ブリ
ルアン散乱光と入射光とを検出し、これらの検出値か
ら、ｍ次のモード周波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周
波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m
−ｆ0n）を求め、 次いで、外径ｄが未知の被測定光ファイバにレーザ光を
入射し、該被測定光ファイバ中に発生する前方ブリルア
ン散乱光と入射光とを検出し、これらの検出値から、ｍ
次のモード周波数のシフトｆmとｎ次のモード周波数の
シフトｆnの間の周波数シフト量δｆ（＝ｆm−ｆn）を
求め、 これらの周波数シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることを特
徴とする光ファイバの外径非破壊測定方法。 - 【請求項３】 外径ｄ0が既知の基準光ファイバと外径
ｄが未知の被測定光ファイバとを接続し、これらの光フ
ァイバにレーザ光を入射し、これらの光ファイバ中に発
生する前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出し、これ
らの検出値から、前記基準光ファイバのｍ次のモード周
波数のシフトｆ0mとｎ次のモード周波数のシフトｆ0nの
間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ0m−ｆ0n）及び、被測
定光ファイバのｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次
のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ
（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、 これらの周波数シフト量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求めることを特
徴とする光ファイバの外径非破壊測定方法。 - 【請求項４】 光ファイバにレーザ光を入射する光源
と、 前記光ファイバ中に発生する前方ブリルアン散乱光と入
射光とを検出する光検出手段と、 検出された検出値からビート周波数を求める周波数測定
手段と、 求められたビート周波数に対応するモード次数を選択
し、関係式 ｄ＝α・ＶL・ｙm／（π・ｆm） 但し、ｄは光ファイバの外径、 αは光ファイバの横方向の音速ＶSと縦方向の音速ＶLと
の比ＶS／ＶL、 ｙmは２次のベッセル関数Ｊ2及び３次のベッセル関数Ｊ
3を含む固有方程式 【数２】 の音響波の前記ビート周波数に対応するｍ次のモードの
固有値、 ｆｍは前記ビート周波数に対応するｍ次のモード周波数
のシフト、により、前記光ファイバの外径を求める演算
処理手段とを具備してなることを特徴とする光ファイバ
の外径非破壊測定装置。 - 【請求項５】 外径ｄ0が既知の基準光ファイバ及び外
径ｄが未知の被測定光ファイバにレーザ光を入射する光
源と、 前記基準光ファイバ及び被測定光ファイバ中に発生する
前方ブリルアン散乱光と入射光とを検出する光検出手段
と、 これらの検出値から、前記基準光ファイバのｍ次のモー
ド周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード周波数のシフト
ｆ0n及び被測定光ファイバのｍ次のモード周波数のシフ
トｆmとｎ次のモード周波数のシフトｆnをそれぞれ求め
る周波数測定手段と、 前記ｍ次のモード周波数のシフトｆ0m０とｎ次のモード
周波数のシフトｆ0nの間の周波数シフト量δｆ0（＝ｆ
0m−ｆ0n）及びｍ次のモード周波数のシフトｆmとｎ次
のモード周波数のシフトｆnの間の周波数シフト量δｆ
（＝ｆm−ｆn）をそれぞれ求め、これらの周波数シフト
量δｆ0，δｆと、関係式 ｄ＝ｄ0・（δｆ0／δｆ） により、前記被測定光ファイバの外径を求める演算処理
手段とを具備してなることを特徴とする光ファイバの外
径非破壊測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP247692A JPH05187829A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP247692A JPH05187829A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187829A true JPH05187829A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=11530392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP247692A Pending JPH05187829A (ja) | 1992-01-09 | 1992-01-09 | 光ファイバの外径非破壊測定方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05187829A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104094102A (zh) * | 2011-12-30 | 2014-10-08 | 法国国家放射性废物管理局 | 检测和/或定量氢的装置及检测和/或定量氢的方法 |
| WO2022159399A1 (en) * | 2021-01-20 | 2022-07-28 | Nec Laboratories America, Inc. | Estimating core-cladding concentricity error in optical fibers using guided acoustic-wave brillouin scattering |
-
1992
- 1992-01-09 JP JP247692A patent/JPH05187829A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104094102A (zh) * | 2011-12-30 | 2014-10-08 | 法国国家放射性废物管理局 | 检测和/或定量氢的装置及检测和/或定量氢的方法 |
| KR20140119039A (ko) * | 2011-12-30 | 2014-10-08 | 에이젠스 내쇼날 푸르 라 제스띠옹 데 데쉐츠 라디오악티프스 | 수소를 검출 및/또는 주입하기 위한 장치 및 수소를 검출 및/또는 주입하는 방법 |
| JP2015503737A (ja) * | 2011-12-30 | 2015-02-02 | アジョンス・ナシオナル・プール・ラ・ジェスティオン・デ・ドゥシェ・ラディオアクティフ | 水素を検出及び／又は投与するデバイス、並びに水素を検出及び／又は投与する方法 |
| WO2022159399A1 (en) * | 2021-01-20 | 2022-07-28 | Nec Laboratories America, Inc. | Estimating core-cladding concentricity error in optical fibers using guided acoustic-wave brillouin scattering |
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