JPS58215524A - 光フアイバ−および光フアイバ−母材の屈折率形態を決定するための装置 - Google Patents

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】 母材の屈折全形態を決定する装置に関するものである。

光ファイバーの屈折率形態は、集光効率、導波特性、お
よび帯域幅の如きファイバーの一連の基本的特ぜを決定
する上で重要な役割を演する。

かかる形態は、ファイバーが引抜かわる母材のそねに精
密に依存している。それ故、そねは、該母材について必
要な測定を行うことによって決定するのが便利である。

実際、母材は、その寸法が大きいため、ファイバーより
も取扱操作が容易であるＯ 更に、ファイバーもしくは母材全体に沿う形態に関する
全般的な知識が望ましく、このために７フアイバーもし
くは母材のスラブを離脱する必要のない方法全使用する
べきである０ 非破壊方法による例としては、「空間フィルり１ルグ方
法による光ファイバー母村内の屈折率形態の測定Ｊ　（
”Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｆｒａｃｔｉｖ
ｅ　−１ｎｄｅｘ　ｐｒｏ−ｆｉｌｅｓ　ｉｎ　ｏｐｔ
ｉｃａｌ−ｆｉｂｒｅ　ｐｒｅｆｏｒｍｓ　ｂｙ　ｓｐ
ａｔｉａｌｆｉｌｔｅｒｉｎｇ　　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
”＋　　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　　Ｌｅｔｔｅｒｓ、
ｖｏｌ／乙届／乙、Ｉｑ８０３且／３日） と題する論文が１．１．ササキ、ｐ、Ｎ、ペイン　およ
びＭ、Ｊ、アダムスにより、また、「高解像空間フィル
ターリング方法の改善技術全使用して測定した単一モー
ドフィルタ母材内の屈折率形態の変化」と題する論文（
光通信に関する第乙回ヨーロッパ会議、ヨーク、７９ざ
０年、９月／乙〜／９日提出）が１．１．ササキ、Ｄ、
Ｎ、ペイン、Ｒ，Ｊ、マンスフイールドおよびＭ、Ｊ、
アダムスにより報告されている。

これらの方法によると、光ビームが該ビームに垂直な平
面において階段状に配置された母材の側面部を照射し、
該ビーム光線は屈折率形態に依存する角度で屈折して、
母材の各位置について、相異なる偏向角に対応するその
焦点面の直線に沿って異なる位置を構成する、レンズに
より集光される。

第一の方法によると、偏光関数、すなわち、偏光角と母
材上への光線の入射点との間の関係を設定する関数は、
光電感度を有する面に投影己れ、暗域と明域とからなる
該映像から電気信号が得られ、処理されて、屈折率形態
を供給する。

第二の方法によると、レンズの焦点面に位置する回転ス
ペースフィルターは、該直線の相異なる位置と偏向角の
値を掃引し、このため、屈Ｕテ率形態が個々の屈折光線
が消滅する瞬間（適当な映像平面内に配置された光ダイ
オードにより合図された瞬間）と、スペースフィルター
が基準点を通過する瞬間との間に経過する時間から得ら
れる。上記の公知の方法では、次に掲げる一連の欠点を
有する。

第一に、スクリーン上に現われる映像は、明域から暗域
へ至る鋭い遷移性を与えずに、該画成は、半分明るい帯
域によって分離される。このため、該画成間の境界は、
はっきり区別することが困難となる。この困難は、屈折
光線が存在する区域か暗域から明確に隔離されていない
ために、第二の方法による場合にも、同様に見られるこ
とである。

この困難は、調査すべき映像や交差すべきビームが静止
しておらず、母材とともに変位するという事実によって
増大する。

′更に、これらの方法を行う機器は、複雑になり、この
ため可動部品が存在することによって高価になり（映像
を走査したり屈折ビームを交差する母材や装置）、これ
は同時に、測定精度を制限し、かかる部品を正確に同期
化する必要のために、高価なものとする。

本発明の目的は、明域から暗域への遷移の検出を必要と
せず、可動機械部品を有しない、光ファイバーもしくは
光フアイバー母材の屈折率形態を決定するための装置を
提供し、正確な測定値が特別に簡単な設備によって得ら
れることができるようにすることである。

本発明によれば、光ファイバーもしくは光フアイバー母
材の屈折形態を決定する装置を提供し、光ファイバーも
しくは光フアイバー母材へ向って光線を送り、該ビーム
は、ファイバーもしくは母材により屈折した後、輝度情
報をそのような情報から屈折率形態を得ることができる
データ取得系へ供給する感光性素子により集光される光
ファイバーもしくは光フアイバー母材の屈折率形態を決
定する装置において、不透明スクリーンがファイバーも
しくはその母材と、光源との間に、光線伝播方向に直角
に配置され、該スクリーンは、屈折率形態が決定される
ファイバーもしくは母材の平面区画を識別する斜めスリ
ットを有し、光学系か、ファイバーもしくはその母材と
感光性素子との間に配置され、該光学系は、該感光性素
子上に、光伝播方向に直角な２方向に近距離領域映像、
すなわち、ファイバーもしくは母材上への該光ビームの
入射点に依存する映像と、遠距離領域映像、すなわち、
ファイバーもしくは母材により屈折したビーム光線の偏
向角に依存する映像とを形成し、該感光性素子がデータ
取得系統に接続したテレビカメラの感光性素子であって
、電子ビームにより、ラインごとに走査され、該データ
取得系統は走査に由来する信号から、該感光性素子上の
最高輝度点の座標を、そして、そのような座標から、偏
光関数を、したがって、屈折率形態を得ることを特徴と
する。

以上の点を理解しやすくするために添付図面について説
明すると、第１図は、例えばＨｅ−Ｎｅレーザによる光
源／で光ビームをファイバーもしくは母材上に送り、そ
の屈折率を測定する。ファイバーもしくは母材と共にブ
ロック２により図示して第２図に詳細に描いた光学系は
、テレビカメラの感光素子上に映像を結像させ該映像は
、点がファイバーもしくは母材上に光ビームの入射点と
一対一の関係で対応する輝曲線を構成する。

映像は、テレビカメラ３の電子ビームにより走査され、
該テレビカメラ３は、ライン識別器ｔを経て、データ取
得処理系統乙に感光性素子の異なった線の点の輝度を示
すアナログ電気信号を供給する。

特に、輝度曲線上の諸点は、最高輝度により認識される
だろう。映像は同時に照合のためにモニタＳに送られる
。

データ取得処理系統乙は、アナログ信号をデジタル形に
変換し、輝度情報から偏光関数を、したがって、当業者
に周知の相関式に従って屈折率形態を得る；該相関式は
、例えば、既に言及したＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅ
ｔｔｅｒｓからの論文において開示されている。

第２図によれば、光ビームの伝播方向２に垂直な不透明
スクリーンざが、簡潔に示すために垂直軸ｙで示したフ
ァイバーもしくは母材７の上流に置かれている。該不透
明スクリーンざは、水平軸Ｘとβ角を形成する斜めスリ
ット９を備えている。

水平軸を有する円筒形レンズと球形レンズのようなレン
ズの配列すなわち、対物レンズ１０、／／が、ファイバ
ーもしくは母材の下流に位置し、テレビカメラ３（第１
図）の感光性素子／２上に、映像／３を形成し、該感光
性素子は球形レンズ／／の焦点面内に位置する。

ファイバーが液浸される屈折率整合液体を有せるセルは
簡潔に示すために図示しない。

上記の二個のレンズのために、遠距離領域映像、即ち、
ファイバーもしくは母材７により屈折したビームの偏向
角に依存する映像（角度情報）は、感光性素子７．２上
の一方向に形成され（既に述べた配列の水平方向）、ま
た近距離領域映像、すなわち、ファイバーもしくは母材
７の平面区画上への光ビームの入射点に依存する映像は
（空間情報）、直角方向に形成される。角度内容は、該
二個のレンズの焦点距離により、円筒形レンズによるか
球形レンズによるかして識別され、一方、空間内容は、
二個のレンズにより共同で識別される。

最後に、斜めスリットゾは、たとえ異なる点に入射して
も同じ偏向角を有する光線、特に軸からのその距離によ
ってのみではなく、その垂直座標ｙに応じて入射点を識
別する非偏向光線を識別する。

光学系の動作は、第３図および第１１．図にも示されて
いる。ここで、Ｘ　＋　Ｘ　＋　ＸＩ　＋Ｘ２　＋ξ（
第２図をも参照）は、スクリーンヲ中、光ファイバーも
しくは母材７中、レンズＩＯ，／／中、および感光性素
子１２中における点の水平座標（２方向に直角）であり
’　Ｙ　＋　ｙ　＋　ｙ　１　＋　ｙ２　＋ηは、それ
に対応する垂直座標であり；ψ（第３図）は、偏向角で
あり；ｆ、ｆ２は、それぞれ光学系と、レンズ／／の焦
点距離であり；ｄは光学系の焦点面と映像面との間の距
離である。

水平面（Ｘ　ｒ　Ｚ　；Ｘ＋　ｚ；　Ｘｌ＋　Ｚ；　Ｘ
２＋　Ｚξ＋ｚ）を考慮すると円筒レンズはなんの影響
も与えない。従って、水平座標ｘ（＝Ｘ）を有するファ
イバーもしくは母材の点は、素子／２上の座標ξ（屈折
率整合液体により生起される屈折を無視して）が次の式
で与えられる点に対応する：ξ−ｆ２ｔａｎ　ｃｐ　　
　　　　　　（１）垂直面では、円筒レンズ１０も有効
である：すなわち、光学系１０、／／は全体として横倍
率旦を提供し、そして、座標ｙ（＝Ｙ）を有するファイ
バーもしくは母材の点は、座標： ｆ（２） を有する素子／２上の点に対応する。記号−は、映像が
対象に対して倒立していることを示す。

ｙ＝Ｙ＝Ｘｔａｎβ−ｘ　ｔａｎβであるから、（１）
式に代入すると、次の感光性素子上の輝度映像曲線の次
の方程式が得られる： ξ＝　１２ｔａｎ　ψ（ｘ）　＝　ｆ２ｔａｎ　９＋（
−ｆ７ｃｏｔβ）（３）テレビカメラ３とライン識別器
は、各ライン（座標η）の座標ξの各点の輝度値を供給
する：輝度曲線の正確な位置は上述の通り識別できる。

なぜなら、その点て回折現象のために、あり得る第二番
目の最大値からさえ容易に識別できる最大輝度が存在す
るからである。

明域から暗域への漸進的遷移の調査に基づいた周知の方
法におけるように、映像点の検知に不確実さがない。

更に、本発明によるシステムは、ファイバーもしくは母
材の平面区画全体の映像を与えるから、その軸に平行に
移動されない。

以上述べたことは、限定されることのない例としてであ
って、本発明の範囲を逸脱することなく変形および変更
が可能であることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の図式図で；第２図はより拡
大して示す映像形成の可能なシラムである。 ／・・・光源、２・・・ブロック、３・・・テレビカメ
ラ、ｔ・・・ライン識別器、ｊ・・・モニター、乙・・
・データ取得系統、７・・・光ファイバーもしくは母材
、了・・・スクリーン、ヲ・・・斜めスリット、１０、
／／・・・対物レンズ、１２・・・感光性素子、／３・
・・映像。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源（１）がファイバーもしくはファイバ母材（７）に
   向けて光線を送り、該光線は該ファイバーもしくにファ
   イバー母材（７）により屈折さねた後、感光性１子（１
   ２）により集光さね、該醪光性累子は輝度情報をデータ
   取得システム（６）に供給し、該取得システムはそのよ
   うな情報から屈折率形態を得ることができる光ファイバ
   ーもしくは光フアイバー母材の屈折率形態を決定するた
   めの装部において、不透明スクリーン（８）かファイバ
   ーもしくはファイバー母材（７）と光源（１）との−］
   に、光粋伝播方向（Ｚ）に直角に配置さね、該スクリー
   ンは、屈折率形態か決定されるファイバーもしくけその
   母材（７）の平面区画ｋｇ別する斜めスリット（９）全
   有し；光学系かファイバニもしくけその母材（７）と感
   光性素子（１２）との間。 に配置さね、該光学系（ＩＯ１／／）は、該感光性素子
   （１２）上に光伝導方向（Ｚ）に直角な２方向（ξ、η
   ）に、ファイバーもしくけその母材（７）上への該光線
   の入射点に依存する近距離領埴ｖ像と、ファイバーもし
   くはその母材（７）により屈折さねた光線の偏向角に依
   存する遠距離領域映像とを形成し；そして該感光性素子
   ０２）はデータ取得系統（６）に接続したテレビカメラ
   （３）の感光性Ｙ子であり、電子ビームにより、ライン
   ごとに定食され、該データ取得系統（６）は、走査に由
   来する信号から、該感光性素子（Ｌ２！上の最高輝度点
   の座標を、そして、そのような座標から、偏向関数を、
   したかつて、屈折率形態に得ることよりなることを特徴
   とする光ファイバーもしくけ光フアイバー母材の屈折率
   形態全決定するための装置。