JPS61148341A - 単一モード光フアイバの屈折率プロフイールを測定するための方法と装置 - Google Patents
単一モード光フアイバの屈折率プロフイールを測定するための方法と装置Info
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- JPS61148341A JPS61148341A JP60277082A JP27708285A JPS61148341A JP S61148341 A JPS61148341 A JP S61148341A JP 60277082 A JP60277082 A JP 60277082A JP 27708285 A JP27708285 A JP 27708285A JP S61148341 A JPS61148341 A JP S61148341A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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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。
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
本発明は光ファイバに関するものであり、更に詳しくは
単一モードのファイバの屈折率プロフィールを判定する
ための方法と装置に関するものである。
単一モードのファイバの屈折率プロフィールを判定する
ための方法と装置に関するものである。
従来の技術
光ファイバの屈折率プロフィールを判定するため、いわ
ゆるニアフィールド法が一般に使用される。この方法で
はかなり正確な結果が得られ、特定のファイバを準備し
たり複雑な測定装置を用意したりする必要はない。
ゆるニアフィールド法が一般に使用される。この方法で
はかなり正確な結果が得られ、特定のファイバを準備し
たり複雑な測定装置を用意したりする必要はない。
この方法によれば、ファイバの一端に照射し、反対側の
端のパワー分布を適当な検出器で調べる。
端のパワー分布を適当な検出器で調べる。
損失パワーを測定するか誘導パワーを測定するかに応じ
て２つの型のニアフィールド法があり、それぞれ「屈折
ニアフィールド」法、「バウンド・ニアフィールド」法
と呼ばれる。
て２つの型のニアフィールド法があり、それぞれ「屈折
ニアフィールド」法、「バウンド・ニアフィールド」法
と呼ばれる。
屈折ニアフィールド法は１９７７年の集積光学系と光フ
アイバ通信についての国際会議で発表されたダブリュー
・リュー・スチュワートの論文、「グレーデッド光ファ
イバの屈折率プロフィールを測定するための新しい方法
Ｊ ０１．Ｊ、 Ｓｔｅｗａｒｔ。
アイバ通信についての国際会議で発表されたダブリュー
・リュー・スチュワートの論文、「グレーデッド光ファ
イバの屈折率プロフィールを測定するための新しい方法
Ｊ ０１．Ｊ、 Ｓｔｅｗａｒｔ。
“＾ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｍ
ｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃＨｖｅｉ
ｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｆｉｂｒｅｓ”＋ｐｅｒｓｅｎｔｅｄ ａ
ｔ ｔｈｅ １９７７ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０
ｐｔｉｃｓ ａｎｄ ０ｐｔｉｃａｌ ＦｉｂｒｅＣｏ
ｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’（ｒ００ｃ’ ？？）Ｔｏ
ｋｙｏ、１Ｂ−２０Ｊｕｌｙ１９７’Ｌ ｐａｐｅｒ
Ｃ２−２，ｐａｇｅｓ ３９５−３９８）で示唆された
。
ｅａｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｆｒａｃＨｖｅｉ
ｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ｇｒａｄｅｄ ｏｐ
ｔｉｃａｌ ｆｉｂｒｅｓ”＋ｐｅｒｓｅｎｔｅｄ ａ
ｔ ｔｈｅ １９７７ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０
ｐｔｉｃｓ ａｎｄ ０ｐｔｉｃａｌ ＦｉｂｒｅＣｏ
ｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ’（ｒ００ｃ’ ？？）Ｔｏ
ｋｙｏ、１Ｂ−２０Ｊｕｌｙ１９７’Ｌ ｐａｐｅｒ
Ｃ２−２，ｐａｇｅｓ ３９５−３９８）で示唆された
。
この方法の欠点はファイバ伝搬特性を用いていないこと
と一旦ファイバが設置されれば伝送に使用される波長で
測定が実行されないことである。
と一旦ファイバが設置されれば伝送に使用される波長で
測定が実行されないことである。
後者の特徴について注目すべきことは、屈折率が波長と
ともに変り（屈折率プロフィールの分散）、この分散が
正確にわかるのは稀であるので、動作波長でプロフィー
ルを求めることが難しくなることがあり得る。
ともに変り（屈折率プロフィールの分散）、この分散が
正確にわかるのは稀であるので、動作波長でプロフィー
ルを求めることが難しくなることがあり得る。
バウンド・ニアフィールド法の例は集積光学系と光フア
イバ通信についての第４回国際会議で発表されたジー・
コンパらの論文、「単一モード・ファイバの屈折率プロ
フィールを測定するための簡単な方法Ｊ （Ｇ、Ｃｏ
ｐｐａ、 Ｐ、Ｄ： Ｖｉｔａ ａｎｄ Ｕ、Ｒｏａ
ｓＬ″＾ｓｉ＋５ｐｌｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ
ｔｈｅ ａ＋ｅａｓｕｒｅ＋＊ｅｎｔｏｆ ｔｈｅ
ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ−ｉｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ
ｏｆ ｍｏｎｏａｏｄｅｆｉｂｒｅｓ’ ｐｒｅｓｅ
ｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ Ｆｏｕｒｔｈ Ｉｎｔｌｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０ｐｔｉｃｓ ａｎｄＯｐｔｉ
ｃａｌ Ｆｉｂｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、
Ｔｏｋｙｏ、 ２７−３０Ｊｕｎｅ １９８３． ｐａ
ｐｅｒ ２８ Ａ２−２． ｐａｇｅｓ ３Ｂ−３９）
に述べられている。
イバ通信についての第４回国際会議で発表されたジー・
コンパらの論文、「単一モード・ファイバの屈折率プロ
フィールを測定するための簡単な方法Ｊ （Ｇ、Ｃｏ
ｐｐａ、 Ｐ、Ｄ： Ｖｉｔａ ａｎｄ Ｕ、Ｒｏａ
ｓＬ″＾ｓｉ＋５ｐｌｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ
ｔｈｅ ａ＋ｅａｓｕｒｅ＋＊ｅｎｔｏｆ ｔｈｅ
ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ−ｉｎｄｅｘ ｐｒｏｆｉｌｅ
ｏｆ ｍｏｎｏａｏｄｅｆｉｂｒｅｓ’ ｐｒｅｓｅ
ｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ Ｆｏｕｒｔｈ Ｉｎｔｌｎｔ
ｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ０ｐｔｉｃｓ ａｎｄＯｐｔｉ
ｃａｌ Ｆｉｂｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、
Ｔｏｋｙｏ、 ２７−３０Ｊｕｎｅ １９８３． ｐａ
ｐｅｒ ２８ Ａ２−２． ｐａｇｅｓ ３Ｂ−３９）
に述べられている。
説明されている方法は単一モード・ファイバが伝送する
ニアフィールド強度は次の波動方程式を満足する横方向
の電磁界成分Ｅの自乗に比例するという事実に基いてい
る。
ニアフィールド強度は次の波動方程式を満足する横方向
の電磁界成分Ｅの自乗に比例するという事実に基いてい
る。
八Ｅ＋ （ｋ”ｎ”（ｒ）−β”）・Ｅ−０（１）ここ
で、ｋ−２π／λ＝真空内の波数、ｎ （ｒ）−ファイ
バ軸からｒの距離にある屈折率、β−縦モードの伝搬定
数、Δ＝ニラプラス算子で上記波動方程式を反転するこ
とによりｎ （ｒ）の値を引き出す。
で、ｋ−２π／λ＝真空内の波数、ｎ （ｒ）−ファイ
バ軸からｒの距離にある屈折率、β−縦モードの伝搬定
数、Δ＝ニラプラス算子で上記波動方程式を反転するこ
とによりｎ （ｒ）の値を引き出す。
この方法では結果が不正確になることがある。
複雑な数学計算（２次導関数のディジタル計算が含まれ
ている）が必要で、これは誤差を生じることがあり、ま
たこの計算は測定値に対して実行しなければならず、誤
差の影響を受けることがある。
ている）が必要で、これは誤差を生じることがあり、ま
たこの計算は測定値に対して実行しなければならず、誤
差の影響を受けることがある。
発明の目的と構成
本発明はファイバ伝搬特性を用いるようにバウンド・ニ
アフィールド法に基づき、かつ測定値の複雑な処理を必
要としない方法を提供する。
アフィールド法に基づき、かつ測定値の複雑な処理を必
要としない方法を提供する。
この方法の特徴はファイバ出力端の像の半径方向の走査
を行なうこと、および画像軸から距離ｒの各僅に対して
２つの像強度測定を行なうことである。第１の測定はフ
ァイバから出てきたビームを係数ｐ４に従って変調する
ように光学的にデ波することによって実行される（ｐ−
ａ・ｓｉｎ θ、θはビームの角度座標、土は一般的な
フィルタの点のファイバ出力端からの距離）、第２の測
定はファイバ端から出てきたビームを直接集めることに
よって行なわれる。その点での屈折率値は第１の測定値
と第２の測定値との比から得られる。
を行なうこと、および画像軸から距離ｒの各僅に対して
２つの像強度測定を行なうことである。第１の測定はフ
ァイバから出てきたビームを係数ｐ４に従って変調する
ように光学的にデ波することによって実行される（ｐ−
ａ・ｓｉｎ θ、θはビームの角度座標、土は一般的な
フィルタの点のファイバ出力端からの距離）、第２の測
定はファイバ端から出てきたビームを直接集めることに
よって行なわれる。その点での屈折率値は第１の測定値
と第２の測定値との比から得られる。
実際ファーフィールド光パワー分布はＩＥＩ”によって
きまることが知られている。ここでＥは電磁界成分Ｅの
二次元フーリエ変換である。
きまることが知られている。ここでＥは電磁界成分Ｅの
二次元フーリエ変換である。
ファイバを出たビームを透過度分布がｐ４に比例した円
形対称なマスクでデ波する場合、ファイバ出力面の像が
形成されたとき（これは逆変換に相当する）、関数ｐ４
・ＩＥＩ２の二次元フーリエ変換を計算すれば明らかな
ように像面の強度は（八Ｅ）２に比例する。
形対称なマスクでデ波する場合、ファイバ出力面の像が
形成されたとき（これは逆変換に相当する）、関数ｐ４
・ＩＥＩ２の二次元フーリエ変換を計算すれば明らかな
ように像面の強度は（八Ｅ）２に比例する。
上記の測定値とマスクのない場合の測定値（前述のよう
にＥ寡が得られる）から、像の各点に対して、式（１）
から容易に導出できるように式（ｋ”ａ”（ｒ）−β８
〕１が得られる。にはわかっているので、ｎ （ｒ）が
得られる。付加的な定数からの部分は殆んどの応用では
影響を及ぼさずとにかくクラッドの屈折率によってきま
り、−触にわかっている。
にＥ寡が得られる）から、像の各点に対して、式（１）
から容易に導出できるように式（ｋ”ａ”（ｒ）−β８
〕１が得られる。にはわかっているので、ｎ （ｒ）が
得られる。付加的な定数からの部分は殆んどの応用では
影響を及ぼさずとにかくクラッドの屈折率によってきま
り、−触にわかっている。
マスクは上記の透過度分布を有する円形対称なグレイ分
布とすることができる。この種のマスクは写真法で実現
することができる。
布とすることができる。この種のマスクは写真法で実現
することができる。
代案として、θ＝ｃｏｓｔ−ｒ’の型のらせん形の弧対
またはらせん形の弧と直線部分によって制限された完全
に透明な領域と完全に不透明な領域でマスクを使うこと
ができる。このような場合、マスクはその軸のまわりに
回転し、正しく積分できるように回転周期を総測定期間
に等しくするか、またはその約数にするか、またはそれ
よりずっと短かくしなければならない、マスク回転が望
ましくない場合は、像平面上で半径の異なる多数の被照
射環を選択することにより、そしてそれらを横切る総パ
ワーを測定することによって走査を行なうことができる
。マスクを回転する放射状の像走査と比べた場合、この
方法には被測定信号の強度が強いので信号対雑音比が大
きいという利点がある。
またはらせん形の弧と直線部分によって制限された完全
に透明な領域と完全に不透明な領域でマスクを使うこと
ができる。このような場合、マスクはその軸のまわりに
回転し、正しく積分できるように回転周期を総測定期間
に等しくするか、またはその約数にするか、またはそれ
よりずっと短かくしなければならない、マスク回転が望
ましくない場合は、像平面上で半径の異なる多数の被照
射環を選択することにより、そしてそれらを横切る総パ
ワーを測定することによって走査を行なうことができる
。マスクを回転する放射状の像走査と比べた場合、この
方法には被測定信号の強度が強いので信号対雑音比が大
きいという利点がある。
放射状に透過度の変るマスクを使うことは単一モードの
ファイバでのスポットサイズ測定について知られている
。たとえば１９８４年１０月に米国ボールダで開催され
た光フアイバ測定シンポジウムで発表されたカポニらの
論文「単一モード・−ファイバのスポットサイズ測定」
、および１９８４年９月にシェトウソトガルトで開催さ
れた第１０回欧州光通信会議で発表されたダブりニー・
ジェー・スチェワートらの論文「スポット・サイズから
の単一モード・ファイバの導波路分散の測定Ｊ （Ｃａ
ｐｏｎｉ ｅｔ ａｌ、、”５ｐｏｔ−ｓｉｚｅ ｍｅ
ａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ
ｆｉｂｒｅｓ’、 Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
０ｐｔｉｃａｌＦｉｂｒｅ Ｍｅａｓｕｒｅａ＋ｅ
ｎｔｓ、Ｂｏｕｌｄｅｒ、ＵＳＡ＋２−３０ｃｔｏｂｅ
ｒ１９８４＋ ａｎｄ Ｗ、Ｊ、５ｔｅｓｉａｒｔ ｅ
ｔ ａｌ、、 ”Ｉｌａｖｅｇｕｉｄｅｄｉｓｐｅｒｓ
ｌｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎｍｏｎｏｍ
ｏｄｅ ｆｉｂｒｅｓ ｆｒｏｖｇｓｐｏｔ ５ｉ
ｚｅ’＋１０ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｏｎ ＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｌｃａｔｉ
ｏｎｓ、Ｓｔｕｔｇａｒｔ’＋ ３−６ Ｓｅｐｔ
ｅｍｂｅｒ １９８４）に述べられている。しかし、
これらの測定は積分型である。すなわちこれらの測定法
では、測定平面上の総ビーム強度を判定しなければなら
なず、像の品質やその形成もそれ程重要でない。
ファイバでのスポットサイズ測定について知られている
。たとえば１９８４年１０月に米国ボールダで開催され
た光フアイバ測定シンポジウムで発表されたカポニらの
論文「単一モード・−ファイバのスポットサイズ測定」
、および１９８４年９月にシェトウソトガルトで開催さ
れた第１０回欧州光通信会議で発表されたダブりニー・
ジェー・スチェワートらの論文「スポット・サイズから
の単一モード・ファイバの導波路分散の測定Ｊ （Ｃａ
ｐｏｎｉ ｅｔ ａｌ、、”５ｐｏｔ−ｓｉｚｅ ｍｅ
ａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｉｎ ｓｉｎｇｌｅ−ｍｏｄｅ
ｆｉｂｒｅｓ’、 Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ
０ｐｔｉｃａｌＦｉｂｒｅ Ｍｅａｓｕｒｅａ＋ｅ
ｎｔｓ、Ｂｏｕｌｄｅｒ、ＵＳＡ＋２−３０ｃｔｏｂｅ
ｒ１９８４＋ ａｎｄ Ｗ、Ｊ、５ｔｅｓｉａｒｔ ｅ
ｔ ａｌ、、 ”Ｉｌａｖｅｇｕｉｄｅｄｉｓｐｅｒｓ
ｌｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎｍｏｎｏｍ
ｏｄｅ ｆｉｂｒｅｓ ｆｒｏｖｇｓｐｏｔ ５ｉ
ｚｅ’＋１０ｔｈ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ ｏｎ ＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｌｃａｔｉ
ｏｎｓ、Ｓｔｕｔｇａｒｔ’＋ ３−６ Ｓｅｐｔ
ｅｍｂｅｒ １９８４）に述べられている。しかし、
これらの測定は積分型である。すなわちこれらの測定法
では、測定平面上の総ビーム強度を判定しなければなら
なず、像の品質やその形成もそれ程重要でない。
現在の場合は逆に常にニアフィールド像を形成しなけれ
ばでならず、その品質が重要である。というのは像形成
を可能とする光システムはそのフーリエ変換を行なうか
らである。
ばでならず、その品質が重要である。というのは像形成
を可能とする光システムはそのフーリエ変換を行なうか
らである。
他方、スポットサイズの判定には係数ｐ４による変調で
な（係数ｐｔによる変調が必要となる。カポニらとスチ
ェホヮートらの述べたシステムでのこの種の係数による
変調ではビームと結合された電磁界の４次モーメントの
値が与えられ、このようなモーメントは屈折率プロフィ
ールについての情報を与えない。
な（係数ｐｔによる変調が必要となる。カポニらとスチ
ェホヮートらの述べたシステムでのこの種の係数による
変調ではビームと結合された電磁界の４次モーメントの
値が与えられ、このようなモーメントは屈折率プロフィ
ールについての情報を与えない。
更に、屈折率プロフィール測定システムでのニアフィー
ルド像の放射状走査がたとえばコンパらの論文から公知
であっても、前述の遺りこのような走査の後に測定結果
の複雑な処理を行なわなければならない、この処理で信
鯨できる結果が得られるのは測定が非常に正゛確な場合
だけである０本発明の提供する方法ではこの精度は必要
でなく、２つの測定の簡単な比として屈折率値が直接得
られる。
ルド像の放射状走査がたとえばコンパらの論文から公知
であっても、前述の遺りこのような走査の後に測定結果
の複雑な処理を行なわなければならない、この処理で信
鯨できる結果が得られるのは測定が非常に正゛確な場合
だけである０本発明の提供する方法ではこの精度は必要
でなく、２つの測定の簡単な比として屈折率値が直接得
られる。
この方法を実現するための装置も本発明は提供し、その
特徴については特許請求の範囲第６項乃至第１３項に記
載されている。
特徴については特許請求の範囲第６項乃至第１３項に記
載されている。
実施例
本発明は付属の図面により更に明らかとなる。
第１図に示すように、光源１はビームを送出する。入射
光学系２を介してビームは屈折率プロフィールを判定す
べき単一モード・ファイバに送り込まれる。
光学系２を介してビームは屈折率プロフィールを判定す
べき単一モード・ファイバに送り込まれる。
ファイバ３を出たビームは光学系４によって集められ、
光学系４はファイバの出力面３ａの像を平面ＮＦ上に形
成する。平面ＮＦ上に光検出器５（ホトダイオード、テ
レカメラ、ファイバ・後端等）の感光面が配置され、こ
の光検出器は上記像を放射状に走査するように構成され
ている。
光学系４はファイバの出力面３ａの像を平面ＮＦ上に形
成する。平面ＮＦ上に光検出器５（ホトダイオード、テ
レカメラ、ファイバ・後端等）の感光面が配置され、こ
の光検出器は上記像を放射状に走査するように構成され
ている。
ファイバ出力３ａと光学系４との間のファーフィールド
平面上にビームと同軸にマスク・フィルタすなわち空間
フィルタ６を配置して、ビーム強度をｐ４に比例して変
調することができる。ｐはビームの横座標である。マス
ク６は図示されない支持台にとう載されている。この支
持台はブロック７で表わされる適当な制御系によって動
かされ、ビーム軌道にマスク６を入れたりビーム軌道か
らマスク６を除去したりできる。
平面上にビームと同軸にマスク・フィルタすなわち空間
フィルタ６を配置して、ビーム強度をｐ４に比例して変
調することができる。ｐはビームの横座標である。マス
ク６は図示されない支持台にとう載されている。この支
持台はブロック７で表わされる適当な制御系によって動
かされ、ビーム軌道にマスク６を入れたりビーム軌道か
らマスク６を除去したりできる。
検出器５の後には測定計算システム８が設けられている
。各走査点に対し、測定計算システム８はマスク６が存
在するときと存在しないときの像の光強度を測定し、２
つの測定値の比を計算し、この比の平方根から屈折率ｎ
（ｒ）を求める。更に詳しく言えば、比の平方根から
弐ｋ”ｎ”（ｒ）−β８が得られ、これから直ちにｎ
（ｒ）が求められる。
。各走査点に対し、測定計算システム８はマスク６が存
在するときと存在しないときの像の光強度を測定し、２
つの測定値の比を計算し、この比の平方根から屈折率ｎ
（ｒ）を求める。更に詳しく言えば、比の平方根から
弐ｋ”ｎ”（ｒ）−β８が得られ、これから直ちにｎ
（ｒ）が求められる。
検出器５の各位置に対し、装置７はマスク６の支持台を
動作させて、まずマスク６をファイバ３から出たビーム
の軌道に入れ、次にマスクを上記軌道から除くようにし
なければならない。
動作させて、まずマスク６をファイバ３から出たビーム
の軌道に入れ、次にマスクを上記軌道から除くようにし
なければならない。
装置は自動化するのが好ましい、そうするために、測定
計算システム８をマスク６の支持台制御装置７と（ブロ
ック９で表わされた）走査制御装置に接続され、上記の
方法で上記の装置の移動を制御するプロセッサの一部と
することができる。
計算システム８をマスク６の支持台制御装置７と（ブロ
ック９で表わされた）走査制御装置に接続され、上記の
方法で上記の装置の移動を制御するプロセッサの一部と
することができる。
注意しなければならないのは、マスク６が円形対称であ
ればマスク６でＩ波した後の画像強度は本当に（ΔＥ）
８に比例しているということである。マスク６が円形対
称でない場合には、像周全体に関する強度情報が必要に
なる。
ればマスク６でＩ波した後の画像強度は本当に（ΔＥ）
８に比例しているということである。マスク６が円形対
称でない場合には、像周全体に関する強度情報が必要に
なる。
円形対称マスクは透過度が中心で零で、へりで最大とな
り、前記の法則に従って変化するグレイ分布で構成する
ことができる。このようなマスクは写真法で実現するこ
とができる。１例を第２図に示す。
り、前記の法則に従って変化するグレイ分布で構成する
ことができる。このようなマスクは写真法で実現するこ
とができる。１例を第２図に示す。
逆に非対称マスクは完全に不透明なセクタと完全に透明
なセクタで構成することができる。各セクタはθ−ｃｏ
ｓｔ−ｒ’の型の２つのらせん形の弧、またはらせん形
の弧と直線部分によって区切られ、゛半径ｒの環に沿っ
た透過度はｒ４に比例する。１例を第３図のマスク６ａ
で示す。
なセクタで構成することができる。各セクタはθ−ｃｏ
ｓｔ−ｒ’の型の２つのらせん形の弧、またはらせん形
の弧と直線部分によって区切られ、゛半径ｒの環に沿っ
た透過度はｒ４に比例する。１例を第３図のマスク６ａ
で示す。
検出器５が両全体に関する情報を供給できるようにする
ため、マスク６ａはその軸のまわりに回転させられる。
ため、マスク６ａはその軸のまわりに回転させられる。
したがって、マスク６ａはビーム軌道に沿って挿入され
たまま１回転または整数回数の回転を行なう、これによ
り、マスク６と結合された補助電動機（第４図）が支持
台上のその回転を制御する。このような電動機もプロセ
ッサが起動することができる。
たまま１回転または整数回数の回転を行なう、これによ
り、マスク６と結合された補助電動機（第４図）が支持
台上のその回転を制御する。このような電動機もプロセ
ッサが起動することができる。
マスク６の回転が望ましくない場合は、両全体に関する
照度情報を第５図の構成によって得ることができる。
照度情報を第５図の構成によって得ることができる。
ニアフィールド平面上にはディスク１１がある。
ディスク１１には直径の異なる複数の透明な環１２ａ、
１２ ｂ、 −１２ｎが設けられており（第６図）、そ
れらの中心は同じ円周上にある。
１２ ｂ、 −１２ｎが設けられており（第６図）、そ
れらの中心は同じ円周上にある。
ディスク１１は電動機１３と結合されており、支持台の
上にとう載されている。この支持台は上記円周の中心を
通る軸のまわりにディスクを１ステツプづつ回転させる
。各ステップでのビーム軸は環１２の中心を通る。ディ
スク１１の後に配置された光学系１４は環から出たビー
ムの像を測定システム８に接続された固定検出器１５に
結ばせる。この場合、測定計算システム８を含んでいる
プロセッサが電動機１３も制御してシステムを自動化す
ることができる。
上にとう載されている。この支持台は上記円周の中心を
通る軸のまわりにディスクを１ステツプづつ回転させる
。各ステップでのビーム軸は環１２の中心を通る。ディ
スク１１の後に配置された光学系１４は環から出たビー
ムの像を測定システム８に接続された固定検出器１５に
結ばせる。この場合、測定計算システム８を含んでいる
プロセッサが電動機１３も制御してシステムを自動化す
ることができる。
種々の環１２の間の直径の差は基本的に、第１図の実施
例で検出器５の実行する放射状走査の１ステツプに対応
する。
例で検出器５の実行する放射状走査の１ステツプに対応
する。
第１図は本発明による装置の概略構成を示す。
第２図および第３図はデ波マスクの例である。第４図は
一変形の一部の概略構成を示したものである。第５図は
第２の変形の一部の概略構成を示したものである。第６
図は第５図の詳細を示す。 符号の説明 １−光源、 ２・−・・入射光学系、３−・
ファイバ、３ａ・・・−ファイバ出力、４−・−光学系
、 ５−・・検出器、６−・−マスク、
６ａ・−・−マスク、７−・支持台制御装置、８−
・測定計算システム、９−・・・走査制御装置、 ｌＯ
・−・−補助電動機、１１−・ディスク、 １２−
環、 １３−・電動機、 １４−・・光学系、１５・−
固定検出器。 代理人の氏名 川原１）−穂 Ｆ１６２ ズＩＧ、 ３
一変形の一部の概略構成を示したものである。第５図は
第２の変形の一部の概略構成を示したものである。第６
図は第５図の詳細を示す。 符号の説明 １−光源、 ２・−・・入射光学系、３−・
ファイバ、３ａ・・・−ファイバ出力、４−・−光学系
、 ５−・・検出器、６−・−マスク、
６ａ・−・−マスク、７−・支持台制御装置、８−
・測定計算システム、９−・・・走査制御装置、 ｌＯ
・−・−補助電動機、１１−・ディスク、 １２−
環、 １３−・電動機、 １４−・・光学系、１５・−
固定検出器。 代理人の氏名 川原１）−穂 Ｆ１６２ ズＩＧ、 ３
Claims (13)
- （１）ファイバ出力面の像を形成し、このような像の放
射状走査を行なう単一モード・ファイバの屈折率プロフ
ィールの判定方法に於いて、像の軸からの距離（ｒ）の
各値について、２つの像強度測定を実行し、第１の測定
は、ファーフィールド平面上のビームの横座標の４乗に
比例した係数に従ってビームを変調する様に、上記ファ
ーフィールド平面内でファイバの出力ビームを空間ろ波
することによって得られ、一方第２の測定は、ファイバ
の出力ビームを直接集めることによって行なわれ、第１
の測定値と第２の測定値との比から測定点での屈折率の
値を求める事を特徴とする単一モード・ファイバの屈折
率プロフィールの判定方法。 - （２）或る点での屈折率の値が、このような比の平方根
から得られる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の方法。 - （３）上記空間ろ波は、透過度が中心で零であり且つ縁
部で最大になるグレイ分布で構成されている円形をして
おり対称なマスクを使うことによって実行される事を特
徴とする特許請求の範囲第１項及び第２項のいずれかに
記載の方法。 - （４）上記空間ろ波は、ビーム軸に対応してマスクが不
透明であり、軸からｒの距離にある２種類の領域の表面
の比がｒ＾４に比例するように配置された、透明領域と
不透明領域を有する円形をしており対称なマスクを用い
ることによって実現される事、及び上記マスクは、被測
定信号を正しく積分できるように、第１の測定に対応す
る時間中に整数ｎ（ｎ≧１）回の回転を行なうような速
度で、その軸のまわりに回転する事を特徴とする特許請
求の範囲第１項および第２項のいずれかに記載の方法。 - （５）上記空間ろ波は、ビーム軸に対応してマスクが不
透明であり、一方ビーム軸からｒの距離にある２種類の
領域の表面の比がｒ＾４に比例するように配置された、
透明領域と不透明領域を有する円形であり対称なマスク
を用いる事によって実現される事、および像の上記放射
状走査について半径の異なる多数の環が像自体の中で選
択され、各環に対して上記２つの測定が実行される事を
特徴とする特許請求の範囲第１項および第２項のいずれ
かに記載の方法。 - （６）光ビーム発生源（１）、光ビームを光ファイバ（
３）に送るための第１の光学系（２）、ファイバから放
出されたビームを像平面上に送るための第２の光学系（
４）、像の放射状走査を行ない且つ像強度を表わす電気
的信号を供給する光検出器（５）、およびこのような電
気的信号から屈折率の値を求める測定及び計算システム
（８）を含む単一モード光ファイバの屈折率プロフィー
ルの測定を実行するための装置に於いて、空間フィルタ
（６）を含み、該空間フィルタはファーフィールド平面
のビームの横寸法の４乗に比例した係数に従って、ファ
イバから放出されたビームの強度を該ファーフィールド
平面上で変調し、かつ該空間フィルタは支持台上に取り
付けられ、該支持台は、フィルタ（６）がファイバから
放出されたビームを遮断する第１の位置と、フィルタ（
６）がこのようなビームの軌道からずれる第２の位置と
の間を動き得て；上記放射状走査の各位置について上記
検出器（５）は、フィルタ（６）が存在する場合に第１
の強度値を供給し、そしてフィルタ（６）が存在しない
場合に第２の強度値を供給し；そして測定及び計算シス
テム（８）は、その位置について第１の強度値と第２の
強度値との比から屈折率の値を求めるように構成された
事を特徴とする単一モード光ファイバの屈折率プロフィ
ールの測定を実行するための装置。 - （７）上記計算システム（８）を含むプロセッサが、走
査と同期してフィルタ（６）の支持台を移動させるよう
に、走査とフィルタ（６）の支持台の動作を制御する事
を特徴とする特許請求の範囲第６項記載の装置。 - （８）上記フィルタ（６）が中心で透過度が零となり且
つ縁部で透過度が最大となる円形であり対称なマスクで
構成される事を特徴とする特許請求の範囲第６項または
第７項のいずれかに記載の装置。 - （９）上記フィルタ（６）が、半径ｒの環に沿った透過
度がｒ＾４に比例するように、不透明なセクタと透明な
セクタを含む円形であり非対称なマスクで構成される事
を特徴とする特許請求の範囲第６項または第７項のいず
れかに記載の装置。 - （１０）上記フィルタ（６）は、その軸まわりに回転で
きるように上記支持台上へ取り付けられて電動機と結合
され、上記支持台がその第１の位置にある間は、上記電
動機は整数ｎ（ｎ≧１）回の回転を行なうようにフィル
タ（６）を回転させる事を特徴とする特許請求の範囲第
６項および第９項のいずれかに記載の装置。 - （１１）上記電動機は、フィルタ（６）の支持台の移動
を制御するプロセッサによって制御され、フィルタ（６
）の支持台が上記第１の位置にある場合に上記プロセッ
サによって自動的に起動される事を特徴とする特許請求
の範囲第６項、第７項および第１０項のいずれか１項に
記載の装置。 - （１２）上記フィルタ（６）が支持台の上に固定的に取
り付けられており、そして上記放射状走査のために上記
像平面において不透明素子（１１）が配置され、上記不
透明素子はビーム軸に平行な軸まわりに回転可能であり
、上記回転軸に中心がある同じ円周上に中心を有する一
連の透明な環（１２ａ、１２ｂ、−−−−−、１２ｎ）
を有し、上記回転軸まわりの回転を制御する電動機（１
３）と結合され、その結果ビームと同軸に上記透明環（
１２ａ、１２ｂ、−−−−−１２ｎ）を順次配置し、光
学系（１４）は上記環（１２ａ、１２ｂ、−−−−−１
２ｎ）を通過した光の像を光検出器（１６）上に結ばせ
る事を特徴とする特許請求の範囲第６項および第９項の
いずれかに記載の装置。 - （１３）上記不透明素子（１１）を駆動する電動機（１
３）は、フィルタ（６）の支持台を駆動する手段を制御
するプロセッサと同じプロセッサによって制御され、そ
の結果上記駆動手段は、不透明素子（１１）の回転のス
テップ毎に、上記第２の位置から第１の位置へそして第
１の位置から第２の位置へ支持台を移動させる事を特徴
とする特許請求の範囲第７項および第１２項のいずれか
に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT68256/84A IT1179877B (it) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | Procedimento e apparecchiatura per la misura del profilo d indice di rifrazione di fibre ottiche monomodo |
| IT68256-A/84 | 1984-12-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148341A true JPS61148341A (ja) | 1986-07-07 |
| JPH0325731B2 JPH0325731B2 (ja) | 1991-04-08 |
Family
ID=11308714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60277082A Granted JPS61148341A (ja) | 1984-12-18 | 1985-12-11 | 単一モード光フアイバの屈折率プロフイールを測定するための方法と装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4664516A (ja) |
| EP (1) | EP0185361B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61148341A (ja) |
| CA (1) | CA1235923A (ja) |
| DE (2) | DE185361T1 (ja) |
| IT (1) | IT1179877B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1182686B (it) * | 1985-11-15 | 1987-10-05 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento ed apparecchiatura per la determinazione del raggio modale di fibre ottiche monomodo |
| GB8621418D0 (en) * | 1986-09-05 | 1986-10-15 | Sira Ltd | Inspection apparatus |
| US4761057A (en) * | 1987-02-19 | 1988-08-02 | General Electric Company | Aperture member for photo plotting apparatus |
| US5606435A (en) * | 1995-12-22 | 1997-02-25 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Fiber optic-based correlating and sensing system |
| JP3072986B2 (ja) | 1998-10-12 | 2000-08-07 | 佐々木 一正 | 光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置 |
| FR2945637B1 (fr) * | 2009-05-18 | 2012-08-03 | Univ Rennes | Procede et systeme d'observation de modes transverses d'un guide optique. |
| CN106537086B (zh) * | 2016-01-11 | 2019-02-22 | 周瑾 | 用渐变孔径光学积分法测量单模光纤模场直径的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0463330B2 (ja) * | 1980-03-11 | 1992-10-09 | Nat Res Dev |
-
1984
- 1984-12-18 IT IT68256/84A patent/IT1179877B/it active
-
1985
- 1985-09-20 US US06/779,082 patent/US4664516A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-12-11 JP JP60277082A patent/JPS61148341A/ja active Granted
- 1985-12-16 CA CA000497701A patent/CA1235923A/en not_active Expired
- 1985-12-17 DE DE198585116102T patent/DE185361T1/de active Pending
- 1985-12-17 DE DE8585116102T patent/DE3572395D1/de not_active Expired
- 1985-12-17 EP EP85116102A patent/EP0185361B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0185361A2 (en) | 1986-06-25 |
| US4664516A (en) | 1987-05-12 |
| DE185361T1 (de) | 1988-04-28 |
| EP0185361A3 (en) | 1987-12-23 |
| IT1179877B (it) | 1987-09-16 |
| IT8468256A0 (it) | 1984-12-18 |
| JPH0325731B2 (ja) | 1991-04-08 |
| DE3572395D1 (en) | 1989-09-21 |
| CA1235923A (en) | 1988-05-03 |
| EP0185361B1 (en) | 1989-08-16 |
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