JP2003315208A - 光ファイバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置 - Google Patents
光ファイバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置Info
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-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/08—Testing mechanical properties
- G01M11/088—Testing mechanical properties of optical fibres; Mechanical features associated with the optical testing of optical fibres
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精度な光ファイバ母材の内部屈折率測定方
法と装置。 【解決手段】 光線4が光ファイバ母材2を透過する際
のその光線4の屈曲状態から光ファイバ母材2内部の屈
折率分布を測定する方法であって、光線4の出発位置8
と検出位置9の関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に
基づいて光ファイバ母材2の屈折率分布を求める方法に
おいて、検出した光線4の光源1での出発位置8を知る
ために、光源1の面においてナイフエッジ6を走査し、
光線4がナイフエッジ6によって遮断されるか、もしく
は、遮断が解除されるかによって、光線4の出発位置8
を判定する測定法。
法と装置。 【解決手段】 光線4が光ファイバ母材2を透過する際
のその光線4の屈曲状態から光ファイバ母材2内部の屈
折率分布を測定する方法であって、光線4の出発位置8
と検出位置9の関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に
基づいて光ファイバ母材2の屈折率分布を求める方法に
おいて、検出した光線4の光源1での出発位置8を知る
ために、光源1の面においてナイフエッジ6を走査し、
光線4がナイフエッジ6によって遮断されるか、もしく
は、遮断が解除されるかによって、光線4の出発位置8
を判定する測定法。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材の
内部屈折率測定法は、測定装置に関するものである。
内部屈折率測定法は、測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光ファイバは、ガラス棒状の母材と呼ば
れる中間生成物から先端を加熱軟化させて線引きして作
製される。このとき、光ファイバとして要求される内部
の屈折率構造は母材の段階で形成されており、この構造
の良否によって作製される光ファイバの性能が決定され
る。そこで重要となってくるのが、光ファイバ製造工程
での精密な屈折率分布形状の制御と、それを確認するた
めの測定である。この測定に使われる測定器の精度が悪
いと、光ファイバの製造歩留りが悪くなり、コストに影
響する。
れる中間生成物から先端を加熱軟化させて線引きして作
製される。このとき、光ファイバとして要求される内部
の屈折率構造は母材の段階で形成されており、この構造
の良否によって作製される光ファイバの性能が決定され
る。そこで重要となってくるのが、光ファイバ製造工程
での精密な屈折率分布形状の制御と、それを確認するた
めの測定である。この測定に使われる測定器の精度が悪
いと、光ファイバの製造歩留りが悪くなり、コストに影
響する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバ母材の内部
構造は、I.Sasaki,D.N.Payne and M.J.Adams:"Measurem
ent of refractive index profiles in optical fiber
preforms by spatial filtering technique", Electron
ics Letters,16,6,pp.219-221.1980-03 でも使われてい
るように、内部を横切る光線の屈曲を利用して測定が行
われてきた。
構造は、I.Sasaki,D.N.Payne and M.J.Adams:"Measurem
ent of refractive index profiles in optical fiber
preforms by spatial filtering technique", Electron
ics Letters,16,6,pp.219-221.1980-03 でも使われてい
るように、内部を横切る光線の屈曲を利用して測定が行
われてきた。
【0004】平行光線を用いる場合には、屈曲は母材を
横切った後で計測され、また、画像歪みを用いる方法
(特許第3072986号)では、屈曲は入射角から求
められてきた。後者の場合、前者に比較して広い母材の
タイプに対応できることが特徴である。
横切った後で計測され、また、画像歪みを用いる方法
(特許第3072986号)では、屈曲は入射角から求
められてきた。後者の場合、前者に比較して広い母材の
タイプに対応できることが特徴である。
【0005】この後者の方法は、円柱状で内部には不均
一な屈折率分布を持つ光ファイバ母材の背後に画像を配
置し、その画像として、画像のある一点から出発した光
線がその出発した画像内の位置の情報を持つ図柄を用
い、光ファイバ母材を通してその画像の像を撮影し、そ
の撮影された像の歪みを解析することにより偏向関数を
求め、その偏向関数に基づいて光ファイバ母材の屈折率
分布を求める方法である。
一な屈折率分布を持つ光ファイバ母材の背後に画像を配
置し、その画像として、画像のある一点から出発した光
線がその出発した画像内の位置の情報を持つ図柄を用
い、光ファイバ母材を通してその画像の像を撮影し、そ
の撮影された像の歪みを解析することにより偏向関数を
求め、その偏向関数に基づいて光ファイバ母材の屈折率
分布を求める方法である。
【0006】しかし、実際の計測技術としては、斜めエ
ッジ画像を利用することが行われており、この場合、母
材の軸に対して垂直な面での屈折率分布を正確に計測す
ることは容易ではないという欠点があった。つまり、軸
方向に屈折率分布形状が変動するような母材に対しては
誤差が生じる問題がある。
ッジ画像を利用することが行われており、この場合、母
材の軸に対して垂直な面での屈折率分布を正確に計測す
ることは容易ではないという欠点があった。つまり、軸
方向に屈折率分布形状が変動するような母材に対しては
誤差が生じる問題がある。
【0007】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたもので、その目的は、高精度な光ファイバ母
材の内部屈折率測定方法と装置を提供することである。
てなされたもので、その目的は、高精度な光ファイバ母
材の内部屈折率測定方法と装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光ファイバ母材の内部屈折率測定法は、光線が光フ
ァイバ母材を透過する際のその光線の屈曲状態から光フ
ァイバ母材内部の屈折率分布を測定する方法であって、
光線の出発位置と検出位置の関係から屈曲角を算出し、
その屈曲角に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求
める方法において、検出した光線の光源での出発位置を
知るために、光源面においてナイフエッジを走査し、光
線がナイフエッジによって遮断されるか、もしくは、遮
断が解除されるかによって、光線の出発位置を判定する
ことを特徴とする方法である。
明の光ファイバ母材の内部屈折率測定法は、光線が光フ
ァイバ母材を透過する際のその光線の屈曲状態から光フ
ァイバ母材内部の屈折率分布を測定する方法であって、
光線の出発位置と検出位置の関係から屈曲角を算出し、
その屈曲角に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求
める方法において、検出した光線の光源での出発位置を
知るために、光源面においてナイフエッジを走査し、光
線がナイフエッジによって遮断されるか、もしくは、遮
断が解除されるかによって、光線の出発位置を判定する
ことを特徴とする方法である。
【0009】この場合、光ファイバ母材を透かして走査
するナイフエッジを撮影し、測定しようとする光ファイ
バ母材の特定の軸に垂直な断面位置に対応する撮影され
たナイフエッジの画像部分を抽出し、ナイフエッジ位置
の関数として、もしくは、ナイフエッジを一定速度で走
査するときは、時間の関数として、撮像された画像部分
を1つの画像に合成し、この合成画像を解析して光線の
出発位置と検出位置の幾何学的関係から光線の屈曲角を
求めるようにすることができる。
するナイフエッジを撮影し、測定しようとする光ファイ
バ母材の特定の軸に垂直な断面位置に対応する撮影され
たナイフエッジの画像部分を抽出し、ナイフエッジ位置
の関数として、もしくは、ナイフエッジを一定速度で走
査するときは、時間の関数として、撮像された画像部分
を1つの画像に合成し、この合成画像を解析して光線の
出発位置と検出位置の幾何学的関係から光線の屈曲角を
求めるようにすることができる。
【0010】これらの場合、光源として自家発光型の画
像表示装置を用い、この画面上にナイフエッジの形状を
表示して走査動画像となすことによって光線の出発位置
を決定することができる。なお、自家発光型の画像表示
装置としては、限定的ではないが、例えばCRTもしく
はバックライト付き液晶表示装置を用いることができ
る。
像表示装置を用い、この画面上にナイフエッジの形状を
表示して走査動画像となすことによって光線の出発位置
を決定することができる。なお、自家発光型の画像表示
装置としては、限定的ではないが、例えばCRTもしく
はバックライト付き液晶表示装置を用いることができ
る。
【0011】また、本発明の光ファイバ母材の内部屈折
率測定装置は、光線が光ファイバ母材を透過する際のそ
の光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率分布
を測定する装置であって、光線の出発位置と検出位置の
関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める装置において、面光源
と、その面光源の前面において光ファイバ母材の軸に対
して垂直な方向に走査されるナイフエッジと、ナイフエ
ッジの前方に光ファイバ母材を支持する支持装置と、光
ファイバ母材を通して走査される面光源の像を撮影する
撮影装置と、ナイフエッジよって光線が遮断されるか、
もしくは、遮断が解除された位置とそれに対応する撮影
装置の撮像面上の位置とから屈曲角を算出し、その屈曲
角に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求める演算
装置とを備えていることを特徴とするものである。
率測定装置は、光線が光ファイバ母材を透過する際のそ
の光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率分布
を測定する装置であって、光線の出発位置と検出位置の
関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める装置において、面光源
と、その面光源の前面において光ファイバ母材の軸に対
して垂直な方向に走査されるナイフエッジと、ナイフエ
ッジの前方に光ファイバ母材を支持する支持装置と、光
ファイバ母材を通して走査される面光源の像を撮影する
撮影装置と、ナイフエッジよって光線が遮断されるか、
もしくは、遮断が解除された位置とそれに対応する撮影
装置の撮像面上の位置とから屈曲角を算出し、その屈曲
角に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求める演算
装置とを備えていることを特徴とするものである。
【0012】本発明のもう1つの光ファイバ母材の内部
屈折率測定装置は、光線が光ファイバ母材を透過する際
のその光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率
分布を測定する装置であって、光線の出発位置と検出位
置の関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光
ファイバ母材の屈折率分布を求める装置において、ナイ
フエッジ形状の走査動画像を表示する自家発光型の画像
表示装置と、画像表示装置の前方に光ファイバ母材を支
持する支持装置と、光ファイバ母材を通してナイフエッ
ジ形状の走査動画像の像を撮影する撮影装置と、ナイフ
エッジよって光線が遮断されるか、もしくは、遮断が解
除された位置とそれに対応する撮影装置の撮像面上の位
置とから屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める演算装置とを備えている
ことを特徴とするものである。
屈折率測定装置は、光線が光ファイバ母材を透過する際
のその光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率
分布を測定する装置であって、光線の出発位置と検出位
置の関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光
ファイバ母材の屈折率分布を求める装置において、ナイ
フエッジ形状の走査動画像を表示する自家発光型の画像
表示装置と、画像表示装置の前方に光ファイバ母材を支
持する支持装置と、光ファイバ母材を通してナイフエッ
ジ形状の走査動画像の像を撮影する撮影装置と、ナイフ
エッジよって光線が遮断されるか、もしくは、遮断が解
除された位置とそれに対応する撮影装置の撮像面上の位
置とから屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める演算装置とを備えている
ことを特徴とするものである。
【0013】この場合、自家発光型の画像表示装置とし
ては、限定的ではないが、例えばCRTもしくはバック
ライト付き液晶表示装置を用いることができる。
ては、限定的ではないが、例えばCRTもしくはバック
ライト付き液晶表示装置を用いることができる。
【0014】本発明においては、検出した光線の光源で
の出発位置を知るために、光源面においてナイフエッジ
を走査し、光線がナイフエッジによって遮断されるか、
もしくは、遮断が解除されるかによって、光線の出発位
置を判定するので、軸方向に屈折率分布形状が変動する
ような光ファイバ母材であっても、その軸に対して垂直
な面での屈折率分布を正確に計測することが可能にな
る。
の出発位置を知るために、光源面においてナイフエッジ
を走査し、光線がナイフエッジによって遮断されるか、
もしくは、遮断が解除されるかによって、光線の出発位
置を判定するので、軸方向に屈折率分布形状が変動する
ような光ファイバ母材であっても、その軸に対して垂直
な面での屈折率分布を正確に計測することが可能にな
る。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明では、従来の画像歪みを用
いる方法(特許第3072986号)の画像に代えて、
直線的なナイフエッジを置き、これを光線の曲がる方向
に走査するという方法を用いるものである。つまり、ナ
イフエッジを動かして光線を遮断するか、もしくは、遮
断を解除するかを検出し、その時点でのナイフエッジの
位置を記録して光線の位置を知るものである。これによ
って母材の軸に対して垂直な面で測定することが可能と
なり、前記の問題を解決することができるものである。
いる方法(特許第3072986号)の画像に代えて、
直線的なナイフエッジを置き、これを光線の曲がる方向
に走査するという方法を用いるものである。つまり、ナ
イフエッジを動かして光線を遮断するか、もしくは、遮
断を解除するかを検出し、その時点でのナイフエッジの
位置を記録して光線の位置を知るものである。これによ
って母材の軸に対して垂直な面で測定することが可能と
なり、前記の問題を解決することができるものである。
【0016】この原理では、ナイフエッジの走査には機
械的な駆動機構が必要となる。しかし、機械的な駆動で
は走査に時間がかかり、そのため全体の測定が冗長とな
ってしまうので、必ずしも実用的でない。そこで、光源
としてCRT、バックライト付き2次元平面液晶表示装
置等の自家発光型の画像表示装置を用い、これをコンピ
ュータの表示部となして、この画面にナイフエッジ画像
を表示し、これを任意の方向に移動させる動画像とすれ
ば、ナイフエッジの機械的走査と同様の効果が得られ、
高速に走査が可能となる。
械的な駆動機構が必要となる。しかし、機械的な駆動で
は走査に時間がかかり、そのため全体の測定が冗長とな
ってしまうので、必ずしも実用的でない。そこで、光源
としてCRT、バックライト付き2次元平面液晶表示装
置等の自家発光型の画像表示装置を用い、これをコンピ
ュータの表示部となして、この画面にナイフエッジ画像
を表示し、これを任意の方向に移動させる動画像とすれ
ば、ナイフエッジの機械的走査と同様の効果が得られ、
高速に走査が可能となる。
【0017】以下、図面を参照にして、本発明の光ファ
イバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置の原理と実施
例を詳細に説明する。
イバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置の原理と実施
例を詳細に説明する。
【0018】図1の原理図に示すように、平面な光源1
があり、この光源1により背面から照明された光ファイ
バ母材2をレンズ5を用いてCCD素子3上に投影して
撮影しているとする。CCD素子3の撮像面上には母材
2の像が写っているが、この像面において、いま測定し
ようとする一点9が明るければ、光源面のある一点8か
ら光線4が出発し、母材2を横切って検出器のCCD素
子3上に入射していることを示している。なお、図中、
Sは光線4の見かけの出発位置、S’は光線4の実際の
出発位置(8)を示す。
があり、この光源1により背面から照明された光ファイ
バ母材2をレンズ5を用いてCCD素子3上に投影して
撮影しているとする。CCD素子3の撮像面上には母材
2の像が写っているが、この像面において、いま測定し
ようとする一点9が明るければ、光源面のある一点8か
ら光線4が出発し、母材2を横切って検出器のCCD素
子3上に入射していることを示している。なお、図中、
Sは光線4の見かけの出発位置、S’は光線4の実際の
出発位置(8)を示す。
【0019】次に、光源1の面にナイフエッジ6を置
き、これを光源1の面に沿って(図1の矢印方向)移動
して光線を遮ったとする。このとき、これまで明るかっ
たCCD素子3上の点9が暗転する。この暗転する時の
ナイフエッジ6の位置がすなわち光線4の出発位置8を
表す。したがって、これを記録すれば光線の屈曲角が計
算できる。
き、これを光源1の面に沿って(図1の矢印方向)移動
して光線を遮ったとする。このとき、これまで明るかっ
たCCD素子3上の点9が暗転する。この暗転する時の
ナイフエッジ6の位置がすなわち光線4の出発位置8を
表す。したがって、これを記録すれば光線の屈曲角が計
算できる。
【0020】特許第3072986号公報に基づいて説
明すると、光線4の出発位置が判別できれば、特許第3
072986号公報の全ての式が計算可能となり、偏向
関数Φ(y”)を決定することができ、これを周知の数
値処理(例えば、Electron.Lett.,13,pp.736-738(197
7);J.Lightwave Tech.,LT-3,pp.678-683(1985) )によ
り変換すれば、屈折率分布が求められる。
明すると、光線4の出発位置が判別できれば、特許第3
072986号公報の全ての式が計算可能となり、偏向
関数Φ(y”)を決定することができ、これを周知の数
値処理(例えば、Electron.Lett.,13,pp.736-738(197
7);J.Lightwave Tech.,LT-3,pp.678-683(1985) )によ
り変換すれば、屈折率分布が求められる。
【0021】光源としてCRT(ブラウン管)を用いる
場合の原理を図2に示す。この場合は、原理的には図1
と同様であるが、効果は画期的である。すなわち、この
場合には、CRT10はコンピュータ11の表示装置1
2であり、CRT10の画面上のナイフエッジ13は、
コンピュータプログラム14によりCRT10の画面上
に描かせたものである。このナイフエッジ13を動画像
と考えて移動させ、CCD素子3上で測定しようとする
点16が暗転もしくは明転すれば、そのときのこのナイ
フエッジ画像13の位置17から光線の出発位置18が
同定できる訳である。
場合の原理を図2に示す。この場合は、原理的には図1
と同様であるが、効果は画期的である。すなわち、この
場合には、CRT10はコンピュータ11の表示装置1
2であり、CRT10の画面上のナイフエッジ13は、
コンピュータプログラム14によりCRT10の画面上
に描かせたものである。このナイフエッジ13を動画像
と考えて移動させ、CCD素子3上で測定しようとする
点16が暗転もしくは明転すれば、そのときのこのナイ
フエッジ画像13の位置17から光線の出発位置18が
同定できる訳である。
【0022】この場合は、本発明の原理は純粋にソフト
ウエアにより実現できるため、高速に処理できる利点が
ある。
ウエアにより実現できるため、高速に処理できる利点が
ある。
【0023】図3に本発明に基づく光ファイバ母材の内
部屈折率測定装置の実施例の構成を示す。試験光ファイ
バ母材101は、屈折率整合液106に浸された状態
で、CRT102を光源として照明されている。光源1
02から出発した光線104は光ファイバ母材101を
透過してCCDカメラ103のCCD素子に到達する。
なお、光ファイバ母材101は不図示の支持装置によっ
て安定に支持されている。
部屈折率測定装置の実施例の構成を示す。試験光ファイ
バ母材101は、屈折率整合液106に浸された状態
で、CRT102を光源として照明されている。光源1
02から出発した光線104は光ファイバ母材101を
透過してCCDカメラ103のCCD素子に到達する。
なお、光ファイバ母材101は不図示の支持装置によっ
て安定に支持されている。
【0024】CRT102には、コンピュータ107に
より、ナイフエッジ画像108が描かれており、このナ
イフエッジ画像108はプログラム110を用いて移動
させることができるようになっている。CCDカメラ1
03のCCD素子で得た画像信号105はコンピュータ
107へ伝送され、ナイフエッジ位置を移動させたこと
に伴う光線の遮断を検知するようになっている。なお、
図中、光線の出発位置は符号109で示してある。
より、ナイフエッジ画像108が描かれており、このナ
イフエッジ画像108はプログラム110を用いて移動
させることができるようになっている。CCDカメラ1
03のCCD素子で得た画像信号105はコンピュータ
107へ伝送され、ナイフエッジ位置を移動させたこと
に伴う光線の遮断を検知するようになっている。なお、
図中、光線の出発位置は符号109で示してある。
【0025】この装置の動作を図4のフローチャートに
基づいて説明する。
基づいて説明する。
【0026】まず、ステップST1で、CCD面上にお
いて測定しようとする点(x,y)を決める。
いて測定しようとする点(x,y)を決める。
【0027】次に、ステップST2で、CCD面上で指
定された点(x,y)での明度を計測する。
定された点(x,y)での明度を計測する。
【0028】さらに、ステップST3で、コンピュータ
ープログラムにより、CRTのナイフエッジ画像をy軸
方向(y軸は光ファイバ母材の軸に垂直にとってい
る。) に僅か移動させる。このとき、ステップST4
で、光線の遮断による暗転、もしくは、その遮断が解除
されることによる明転が起こるかどうか調べる。もし、
それが起こらなければ、ステップST3の動作を繰り返
す。
ープログラムにより、CRTのナイフエッジ画像をy軸
方向(y軸は光ファイバ母材の軸に垂直にとってい
る。) に僅か移動させる。このとき、ステップST4
で、光線の遮断による暗転、もしくは、その遮断が解除
されることによる明転が起こるかどうか調べる。もし、
それが起こらなければ、ステップST3の動作を繰り返
す。
【0029】ステップST4で、光線の遮断による暗
転、もしくは、その遮断が解除されることによる明転が
起これば、ステップST5で、ナイフエッジの位置S’
を記録する。このナイフエッジの位置が光線の光源面に
おける出発点を意味する。
転、もしくは、その遮断が解除されることによる明転が
起これば、ステップST5で、ナイフエッジの位置S’
を記録する。このナイフエッジの位置が光線の光源面に
おける出発点を意味する。
【0030】次に、ステップST6で、暗転もしくは明
転の起きた時の光線の見かけの出発位置Sと実際の出発
位置S’の差ΔSを計算により求め、ステップST7
で、幾何学的に光線の屈曲角Φを特許第3072986
号に従って計算する。
転の起きた時の光線の見かけの出発位置Sと実際の出発
位置S’の差ΔSを計算により求め、ステップST7
で、幾何学的に光線の屈曲角Φを特許第3072986
号に従って計算する。
【0031】そして、ステップST6で、求められた屈
曲角(偏向関数)Φから光ファイバ母材の屈折率分布n
(r)を計算する。屈曲角Φが求められると、屈折率分
布n(r)が計算できることは、特許第3072986
号に述べられている通りである。
曲角(偏向関数)Φから光ファイバ母材の屈折率分布n
(r)を計算する。屈曲角Φが求められると、屈折率分
布n(r)が計算できることは、特許第3072986
号に述べられている通りである。
【0032】図5は、本発明に基づく別の実施例の光フ
ァイバ母材の内部屈折率測定方法を説明するための図で
ある。
ァイバ母材の内部屈折率測定方法を説明するための図で
ある。
【0033】この実施例では、図5(a)に示すよう
に、平面液晶表示装置201を光源として用い、ナイフ
エッジ画像202をその表示装置201に表示し、これ
を矢印方向に走査しながら、光線203を遮断するよう
に動作させている。このとき、光線203は光ファイバ
母材204を横切り、CCD撮像装置205へ達して画
像を得ている。
に、平面液晶表示装置201を光源として用い、ナイフ
エッジ画像202をその表示装置201に表示し、これ
を矢印方向に走査しながら、光線203を遮断するよう
に動作させている。このとき、光線203は光ファイバ
母材204を横切り、CCD撮像装置205へ達して画
像を得ている。
【0034】CCD撮像装置205に接続されたモニタ
206は、このときの画像を表示させるもので、ナイフ
エッジの影を持つ光ファイバ母材204の映像208が
映し出される。そこで、この画像をコンピュータ207
に取り込み、この画像から、測定しようとする母材断面
の位置の例えば図示した部分209を抽出し、図5
(b)に示すように、画線209−1として記録する。
206は、このときの画像を表示させるもので、ナイフ
エッジの影を持つ光ファイバ母材204の映像208が
映し出される。そこで、この画像をコンピュータ207
に取り込み、この画像から、測定しようとする母材断面
の位置の例えば図示した部分209を抽出し、図5
(b)に示すように、画線209−1として記録する。
【0035】次に、ナイフエッジ画像202を矢印方向
にわずかに移動した時点で、さらに画線209−2を記
録する。このように、ナイフエッジが光源面を連続的に
横切るまでの一連の画線群209−1、209−2、・
・・を記録する。
にわずかに移動した時点で、さらに画線209−2を記
録する。このように、ナイフエッジが光源面を連続的に
横切るまでの一連の画線群209−1、209−2、・
・・を記録する。
【0036】次に、これらを1つの画像として合成すれ
ば、図5(c)に示すように、画線画線の集合としての
画像210が得られる。この画像210は、縦軸がナイ
フエッジの位置の関数となっており、濃淡の境界は、ナ
イフエッジが光源から出発する光線203を遮断した位
置を示しているから、この境界をトレースすれば、光線
の出発位置を表す関数が得られる。そこで、これを特許
第3072986号で扱われて画像と同様の方法で処理
すれば、図5(d)に示すような光線の偏向関数11
(Φ)が得られる。
ば、図5(c)に示すように、画線画線の集合としての
画像210が得られる。この画像210は、縦軸がナイ
フエッジの位置の関数となっており、濃淡の境界は、ナ
イフエッジが光源から出発する光線203を遮断した位
置を示しているから、この境界をトレースすれば、光線
の出発位置を表す関数が得られる。そこで、これを特許
第3072986号で扱われて画像と同様の方法で処理
すれば、図5(d)に示すような光線の偏向関数11
(Φ)が得られる。
【0037】また、光源としては、TFT(thin
film trasistor)液晶を用いた自発光型
表示装置201を用いることにより、画像の走査線のわ
ずかな同期ずれによって起こる干渉ちらつきを防止する
ことができる。
film trasistor)液晶を用いた自発光型
表示装置201を用いることにより、画像の走査線のわ
ずかな同期ずれによって起こる干渉ちらつきを防止する
ことができる。
【0038】以上、本発明の光ファイバ母材の内部屈折
率測定法及び測定装置をその原理と実施例に基づいて説
明してきたが、本発明はこれら実施例等に限定されず種
々の変形が可能である。
率測定法及び測定装置をその原理と実施例に基づいて説
明してきたが、本発明はこれら実施例等に限定されず種
々の変形が可能である。
【0039】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光ファイバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置によ
ると、検出した光線の光源での出発位置を知るために、
光源面においてナイフエッジを走査し、光線がナイフエ
ッジによって遮断されるか、もしくは、遮断が解除され
るかによって、光線の出発位置を判定するので、軸方向
に屈折率分布形状が変動するような光ファイバ母材であ
っても、その軸に対して垂直な面での屈折率分布を正確
に計測することが可能になる。
の光ファイバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置によ
ると、検出した光線の光源での出発位置を知るために、
光源面においてナイフエッジを走査し、光線がナイフエ
ッジによって遮断されるか、もしくは、遮断が解除され
るかによって、光線の出発位置を判定するので、軸方向
に屈折率分布形状が変動するような光ファイバ母材であ
っても、その軸に対して垂直な面での屈折率分布を正確
に計測することが可能になる。
【図1】本発明の光ファイバ母材の内部屈折率測定法及
び測定装置の原理を説明するための図である。
び測定装置の原理を説明するための図である。
【図2】光源としてCRTを用いる場合の原理を説明す
るための図である。
るための図である。
【図3】本発明に基づく光ファイバ母材の内部屈折率測
定装置の1実施例の構成を示す図である。
定装置の1実施例の構成を示す図である。
【図4】図3の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
る。
【図5】本発明に基づく別の実施例の光ファイバ母材の
内部屈折率測定方法を説明するための図である。
内部屈折率測定方法を説明するための図である。
1…平面光源
2…光ファイバ母材
3…CCD素子
4…光線
5…レンズ
6…ナイフエッジ
8…光線の出発点
9…光線の到着点
10…CRT
11…コンピュータ
12…表示装置
13…ナイフエッジ
14…コンピュータプログラム
16…光線の到着点
17…ナイフエッジの位置
18…光線の出発点
101…光ファイバ母材
102…CRT
103…CCDカメラ
104…光線
105…画像信号
106…屈折率整合液
107…コンピュータ
108…ナイフエッジ画像
109…光線の出発位置
110…プログラム
201…平面液晶表示装置
202…ナイフエッジ画像
203…光線
204…光ファイバ母材
205…CCD撮像装置
206…モニタ
207…コンピュータ
208…光ファイバ母材
209…切り出した像
209−1、209−2、・・・…画線
210…合成画像
211…偏向関数(Φ)
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 富士夫
北海道札幌市手稲区前田2条11丁目5 ア
ークハイツ101号室
Fターム(参考) 2G059 AA02 AA05 BB15 CC20 DD12
EE04 FF01 GG10 HH02 JJ11
JJ30 KK04 MM01 MM05 MM09
NN05
Claims (7)
- 【請求項1】 光線が光ファイバ母材を透過する際のそ
の光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率分布
を測定する方法であって、光線の出発位置と検出位置の
関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める方法において、検出した
光線の光源での出発位置を知るために、光源面において
ナイフエッジを走査し、光線がナイフエッジによって遮
断されるか、もしくは、遮断が解除されるかによって、
光線の出発位置を判定することを特徴とする光ファイバ
母材の内部屈折率測定法。 - 【請求項2】 請求項1において、光ファイバ母材を透
かして走査するナイフエッジを撮影し、測定しようとす
る光ファイバ母材の特定の軸に垂直な断面位置に対応す
る撮影されたナイフエッジの画像部分を抽出し、ナイフ
エッジ位置の関数として、もしくは、ナイフエッジを一
定速度で走査するときは、時間の関数として、撮像され
た画像部分を1つの画像に合成し、この合成画像を解析
して光線の出発位置と検出位置の幾何学的関係から光線
の屈曲角を求めることを特徴とする光ファイバ母材の内
部屈折率測定法。 - 【請求項3】 光源として自家発光型の画像表示装置を
用い、この画面上にナイフエッジの形状を表示して走査
動画像となすことによって光線の出発位置を決定するこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の光ファイバ母材の
内部屈折率測定法。 - 【請求項4】 自家発光型の画像表示装置としてCRT
もしくはバックライト付き液晶表示装置を用いることを
特徴とする請求項3記載の光ファイバ母材の内部屈折率
測定法。 - 【請求項5】 光線が光ファイバ母材を透過する際のそ
の光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率分布
を測定する装置であって、光線の出発位置と検出位置の
関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める装置において、面光源
と、その面光源の前面において光ファイバ母材の軸に対
して垂直な方向に走査されるナイフエッジと、ナイフエ
ッジの前方に光ファイバ母材を支持する支持装置と、光
ファイバ母材を通して走査される面光源の像を撮影する
撮影装置と、ナイフエッジよって光線が遮断されるか、
もしくは、遮断が解除された位置とそれに対応する撮影
装置の撮像面上の位置とから屈曲角を算出し、その屈曲
角に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求める演算
装置とを備えていることを特徴とする光ファイバ母材の
内部屈折率分布測定装置。 - 【請求項6】 光線が光ファイバ母材を透過する際のそ
の光線の屈曲状態から光ファイバ母材内部の屈折率分布
を測定する装置であって、光線の出発位置と検出位置の
関係から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める装置において、ナイフエ
ッジ形状の走査動画像を表示する自家発光型の画像表示
装置と、画像表示装置の前方に光ファイバ母材を支持す
る支持装置と、光ファイバ母材を通してナイフエッジ形
状の走査動画像の像を撮影する撮影装置と、ナイフエッ
ジよって光線が遮断されるか、もしくは、遮断が解除さ
れた位置とそれに対応する撮影装置の撮像面上の位置と
から屈曲角を算出し、その屈曲角に基づいて光ファイバ
母材の屈折率分布を求める演算装置とを備えていること
を特徴とする光ファイバ母材の内部屈折率分布測定装
置。 - 【請求項7】 自家発光型の画像表示装置としてCRT
もしくはバックライト付き液晶表示装置を用いることを
特徴とする請求項5記載の光ファイバ母材の内部屈折率
分布測定装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000320497A JP2003315208A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 光ファイバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置 |
AU2001262744A AU2001262744A1 (en) | 2000-10-20 | 2001-06-12 | Method and apparatus for measuring internal index of refraction of preform of optical fiber |
PCT/JP2001/004951 WO2002035201A1 (fr) | 2000-10-20 | 2001-06-12 | Procede et appareil permettant de mesurer l'indice de refraction interne d'une preforme de fibre optique |
GB0214435A GB2373047B (en) | 2000-10-20 | 2001-06-12 | Method and system for measuring the internal refractive index of optical fiber preforms |
US10/149,413 US6919954B2 (en) | 2000-10-20 | 2001-06-12 | Method and apparatus for measuring internal index of refraction of preform of optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000320497A JP2003315208A (ja) | 2000-10-20 | 2000-10-20 | 光ファイバ母材の内部屈折率測定法及び測定装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003315208A true JP2003315208A (ja) | 2003-11-06 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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Country | Link |
---|---|
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JP (1) | JP2003315208A (ja) |
AU (1) | AU2001262744A1 (ja) |
GB (1) | GB2373047B (ja) |
WO (1) | WO2002035201A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008501960A (ja) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | オートメーション アンド ロボティクス | 透明又は反射部品を制御するための装置 |
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---|---|---|---|---|
JP4115313B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2008-07-09 | ダイセル化学工業株式会社 | マイクロカプセルの壁膜の厚み算出装置 |
CN106796159B (zh) * | 2014-08-08 | 2020-02-07 | 赫罗伊斯·坦尼沃有限公司 | 用于确定光纤预制件的几何性质的方法和装置 |
EP3315948B1 (de) * | 2016-10-26 | 2019-09-04 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Verfahren zur ermittlung des brechzahlprofils eines zylinderförmigen optischen gegenstandes |
US11788927B2 (en) | 2021-02-26 | 2023-10-17 | Heraeus Quartz North America Llc | Evaluation of preforms with non-step-index refractive-index-profile (RIP) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4227806A (en) * | 1978-10-16 | 1980-10-14 | Western Electric Company, Inc. | Methods for non-destructively determining parameters of an optical fiber preform |
EP0047272B1 (en) * | 1980-03-11 | 1984-11-07 | National Research Development Corporation | Measurement of refractive index profile |
JPS5742835A (en) * | 1980-08-28 | 1982-03-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device and method for measuring refractive index distribution of preform |
US4776667A (en) * | 1981-06-20 | 1988-10-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Image transmission line |
US4519704A (en) * | 1982-03-18 | 1985-05-28 | National Research Development Corporation | Measurement of optical refractive index profiles |
JPS6170436A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-11 | Univ Kyoto | 円柱内屈折率分布測定方法 |
JPH01311245A (ja) * | 1988-06-08 | 1989-12-15 | Fujikura Ltd | 光フアイバ母材の屈折率分布測定方法 |
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US5078488A (en) * | 1989-04-17 | 1992-01-07 | Rikagaku Kenkyusho | Method and apparatus for determining refractive index distribution |
JPH0495848A (ja) * | 1990-08-11 | 1992-03-27 | Fujikura Ltd | 光フアイバ母材の屈折率分布測定方法 |
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US5396323A (en) * | 1994-02-07 | 1995-03-07 | Corning Incorporated | Method and apparatus for analyzing optical waveguide cane |
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 |
US6538755B1 (en) * | 2000-10-17 | 2003-03-25 | Alcatel | System and method of detecting the interface between mediums with dissimilar indices of refraction |
-
2000
- 2000-10-20 JP JP2000320497A patent/JP2003315208A/ja active Pending
-
2001
- 2001-06-12 AU AU2001262744A patent/AU2001262744A1/en not_active Abandoned
- 2001-06-12 US US10/149,413 patent/US6919954B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-12 WO PCT/JP2001/004951 patent/WO2002035201A1/ja active Application Filing
- 2001-06-12 GB GB0214435A patent/GB2373047B/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008501960A (ja) * | 2004-06-09 | 2008-01-24 | オートメーション アンド ロボティクス | 透明又は反射部品を制御するための装置 |
Also Published As
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---|---|
GB2373047A (en) | 2002-09-11 |
AU2001262744A1 (en) | 2002-05-06 |
US6919954B2 (en) | 2005-07-19 |
GB0214435D0 (en) | 2002-07-31 |
WO2002035201A1 (fr) | 2002-05-02 |
GB2373047B (en) | 2005-02-02 |
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