CN1493867A - 透明体的折射率分布测定方法及测定装置 - Google Patents

Abstract

透明体的折射率分布测定方法及装置，当通过由配置在同一光轴上的激光光源1、装满折射率整合液5的折射率整合液槽4、浸泡在该折射率整合液5中的预制棒2、隔着上述预制棒2配置在上述激光光源1相反位置上的光接收器3构成的光学系统，将从上述激光光源1来的光射入上述预制棒2，通过上述光接收器3测定从上述预制棒2射出的光，分析该测定结果，测定上述预制棒2的折射率分布时，根据与光学系统的光轴所对应的预制棒2的弯曲状况，调整激光光源1或光接收器3或其二者位置。即可测定出没有因预制棒2的弯曲引起的误差的真正的透明体的折射率分布。

Description

透明体的折射率分布测定方法及测定装置

技术领域

本发明涉及透明体的折射率分布测定方法及测定装置，尤其是关于内部具有折射率分布的透明体的折射率分布测定方法及测定装置。

背景技术

随着近年来通信网的发展，出现了光缆的需求量日益增长的趋势。构成光缆的要素之一的光纤维首先采用VAD法或MCVD法制作成称之为预制棒(光纤坯料)的透明体，然后再通过拉伸制作成所需直径的光纤维。预制棒由折射率高的棒心和围绕在其四周，折射率比棒心低的包层构成。

这就要求有一种折射率分布的测定方法，以便判定其是否能按照设计指标，达到光纤维所需的特性。当测定光纤的折射率分布时，通常都在预制棒状态下进行测定，最为普通的测定方法是将预制棒浸泡在折射率已知的折射率整合液(匹配油)中，以相对于预制棒的轴向而言为垂直的角度从光源射入激光等，根据透过的光的角度及位置，测定折射率分布。此外，将图象配置到浸泡在折射率整合液中的预制棒背后，根据穿过预制棒观察到的该图象的信息的失真量测定折射率分布的方法早已由本专利申请人等提出(参照专利文献1)

在此种折射率分布测定方法之中，若预制棒的轴向不垂直于用来测定预制棒的折射率分布的光学系统的光轴，则无法测定出正确的折射率分布。然而在制作预制棒的过程中的玻璃化工序及拉伸工序中往往会使预制棒产生弯曲，以及在拉伸预制棒时，为了把预制棒安装到拉伸装置上，需要在预制棒上连接用来使拉伸装置夹持的模型棒，在该连接部往往产生弯曲。

正如上述，当预制棒产生弯曲的情况下，就会在折射率分布测定结果中产生误差。例如，当预制棒在相对于光学系统的光轴的垂直面上出现倾斜时，正如图4所示，依据不同的倾斜角度，预制棒的外径值会产生偏差，进而在折射率分布的测定值上也会产生误差。

至今为止，已提出种种不产生测定误差的提案。例如，在预制棒的折射率分布测定装置上配备外径测定器，用来测定预制棒的外径及弯曲状态，并根据该结果，决定是否继续进行折射率分布的测量(参照专利文献2)以及将预制棒的吊挂部分制作为可上下左右移动，为了防止预制棒的摆动设置固定结构以及设置可吸收预制棒的倾斜的万向接头等等(参照专利文献3)。

专利文献1：特开2000-121499号公报

专利文献2：特开2000-146760号公报

专利文献3：特开2000-346747号公报

发明内容

然而，上述的现用技术之中存在下述需要解决的课题。也就是说，在预制棒的折射率分布测定装置上配备外径测定器，测定预制棒的外径及弯曲状态，根据其结果决定继续测定还是中止测定折射率分布的方法之中，当预制棒的弯曲度大的情况下，必须中止折射分布的测定，还需再次进行烦锁的消除预制棒弯曲度的加工。此外，在弯曲度较小的情况下，虽然仍可测定折射率的分布，但由于其测定结果中含有误差，从而降低了该结果的可靠性。

另一方面，在可使预制棒的吊挂部分上下左右移动，为防止预制棒摆动而设置固定结构，进而设置可吸收预制棒的倾斜的万向接头的方法之中，由于采用了移动预制棒消除弯曲度影响，尤其是为了防止预制棒摆动，采用固定结构固定预制棒，因而有可能使作为产品的预制棒的机械性能方面的可靠性下降。

本发明是在测定透明体的折射率分布时，通过依据透明体的弯曲状况调整光源或光接收器或二者的位置，提供一种测定透明体的正确的折射率分布的透明体的折射率分布测定方法以及测定装置。

本发明为解决上述课题，采用了以下构成。即，本发明的折射率分布测定方法在通过由配置在同一光轴上的光源、装有折射率整合液的折射率整合液槽、浸泡在该折射率整合液中的透明体、隔着上述透明体配置在上述光源相反位置上的光接收器构成的光学系统，将上述光源发出的光射入上述透明体，通过上述光接收器测定从上述透明体射出的光，分析该测定结果，在测定上述透明体的折射率分布的方法之中，是依据与上述光学系统的光轴所对应的上述透明体的弯曲度，调整上述光源或光接收器或者该二者的位置。

具体而言，光源或光接收器或者该二者的位置调整，最好通过调整各自的角度进行，角度的调整也最好使光学系统的光轴垂直于与透明体的轴向成直角的任何一个方向进行。此外，透明体的折射率分布的测定，最好在确认透明体的弯曲状态后进行，弯曲状态的确认最好使透明体旋转然后进行。此外，光源为图象，光接收器也可以是拍摄图象的失真量的摄影装置。而且，此种情况下，图象或摄影装置或该二者的位置调整也可在用计算机处理由摄影装置拍摄的图象之后进行。

此外，本发明的折射率分布测定装置，在具有由配置在同一光轴上的光源、装有折射率整合液的折射率整合液槽、用来测定隔着上述透明体，配置在上述光源相反位置上的，测定穿过上述透明体而来的光的光接收器构成的光学系统的透明体的折射率分布测定装置之中，上述光源及光接收器各自设有位置调整装置。具体而言，光源及光接收器的位置调整装置是调整各自的角度的装置，该角度调整装置最好是测角器。此外，光源是图象，光接收器也可以是拍摄图象失真量的摄影装置。

附图说明

图1是说明本发明的折射率分布测定方法的一种实施方式的示意图。

图2是说明本发明的折射率分布测定方法的另一种实施方式的示意图。

图3是说明本发明的折射率分布测定方法的又一种实施方式的示意图。

图4是表示预制棒的弯曲度影响的图。

图中标号：1、激光光源，2、预制棒，3、光接收器，4、折射率整合液槽，5、折射率整合液，7、图象，8、摄影装置。

具体实施方式

下面用具体事例介绍本发明的透明体的折射率分布测定方法以及测定装置的最佳实施方式。

图1是本发明的测定方法中的一种实施方式的示意图。图1之中(a)为本实施方式的测定方法中所用的光学系统。此外，本实施方式采用的是空间过滤法，激光源1、透明体——例如预制棒2、光接收器3配置在同一光轴之上，预制棒2浸泡在装有折射率整合液(匹配油)5的折射率整合液槽4中。在光接收器3和折射率整合液槽4之间，为了去除包含在检出的光信号中的噪声，改善从透明体2射出的信号的稳定性，配置了斩波器6。

在采用空间过滤法的折射率分布测定方法之中，使从激光光源1射出的激光在预制棒2的径向进行扫描射入。此时穿过预制棒2射出的激光依据预制棒2具有的折射率分布，被折射后射出，通过测定此时的射出角度推定出预制棒的折射率分布。

当采用此种光学系统测定预制棒2的折射率分布时，正如图1(b)所示，当在垂直于光学系统的光轴的面上仅在预制棒2上存在角度α的弯曲度时，则如图1(c)所示，仅仅使激光光源1或光接收器3或者该二者的位置倾斜角度α后测定。此时，到底使激光光源倾斜呢还是使光接收器3倾斜，或者是使该二者都倾斜好呢，可根据预制棒2的弯曲状态而定。要想使激光光源1或光接收器3倾斜，可用由测角器组合而成的位置(角度)控制系统修正激光光源1和光接收器3的位置。

图2是本发明的又一实施方式的示意图。与图1相同的部分采用同样的标号标示，在下面的图示中也采用同样的方法。图2(a)为表示本实施方式的测定方法中所用的光学系统。在本实施方式之中，作为光源采用了图象7。该图象7既可以从其背后照明，使该图象信息射入预制棒2，也可以将照明置于图象前面使图象的反射光射入预制棒2。此外，也可以使用液晶图象之类自身发光的图象信息射入预制棒2。而且，图象信息穿过预制棒2之后，可用摄影装置8拍摄。此时，由于依据预制棒2的折射率分布图象失真，将该失真量用摄影装置8拍摄，根据其失真量求取偏转函数，通过分析该值测定出预制棒2的折射率分布。关于具体的测定的实施方式，可采用专利文献1中所述的方法。而折射率整合液则是为了减少预制棒1与空气的折射率差造成的损耗，使测定精度进一步提高而使用的。

在该光学系统中，根据用摄影装置8拍摄的图象测定出预制棒2的弯曲程度，例如图2(b)所示，在光学系统的光轴的垂直面上，预制棒2仅有β角的弯曲度时，正如图2(c)所示，可将图象7或摄影装置8或者该二者的位置仅倾斜角度β后测定。要想使图象7或摄影装置8倾斜可用由测角器组合而成的位置(角度)控制系统修正图象7和摄影装置8的位置。此时到底是使图象7倾斜呢还是使图象摄影装置8倾斜呢还是使此二者均倾斜呢，仍然需要取决于光学系统的构成，预制棒2的弯曲状态，与图1的情况相同。此外，这种情况下，也可将摄影装置8拍摄的图象用计算进行图象处理进行位置调整。

下面介绍本发明的又一种实施方式。图3(a)与图2相同，是在分析了图象的失真量之后测定预制棒的折射率分布的方法中使用的光学系统的示意图。预制棒2相对于光学系统的光轴，产生了角度γ的弯曲度。这种情况下，由于相对于光学系统的光轴倾斜，因而与相对于光学系统的光轴垂直的面上产生弯曲度时不同，正如图3(b)所示，很难看清弯曲的存在。然而，为了正确地把握预制棒的弯曲度的存在和程度，最好使预制棒旋转。由于若使预制棒旋转，不仅可把握是否弯曲还可把握弯曲的程度，因而正如图3(a)的箭头所示，可通过旋转图象7、摄影装置8调整位置，使预制棒2的轴向与光学系统的光轴构成直角。这样一来，当预制棒上有弯曲时，调整光源或光接收器或者调整该二者的位置一事，是指对于预制棒的轴向以及与该轴向构成直角的方向的任一方向光学系统的光轴均垂直地进行。

此外，在上述实施方式中，虽然举的是由石英玻璃构成的预制棒的事例。但本发明适用于内部具有折射率分布的任何一种透明体，例如同样可适用于塑料之类的测定。

若采用本发明的透明体的折射率分布测定方法及测定装置，测定透明体的折射率分布时，由于在透明体上产生了弯曲的情况下，依据其弯曲状况调整光源及光接收器或调整该二者的位置，因而可提供测定透明体的正确的折射率分布的方法。

Claims (11)

1、一种用于透明体的折射率分布测定方法，该透明体内部具有折射率分布，其特征在于：在通过由配置在同一光轴上的光源、装有折射率整合液的折射率整合液槽、浸泡在该折射率整合液中的透明体、隔着上述透明体配置在上述光源相反位置上的光接收器构成的光学系统，将从上述光源来的光射入上述透明体，通过上述光接收器测定从上述透明体射出的光，分析该测定结果，测定上述透明体的折射率分布的方法之中，设定为根据与上述光学系统的光轴所对应的上述透明体的弯曲状况，调整上述光源或光接收器或者该二者的位置。

2、根据权利要求1所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于：上述光源或光接收器或者该二者的位置调整，是通过调整各自的角度进行。

3、根据权利要求2所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于：上述光源或光接收器或者该二者的角度调整是通过使上述光学系统的光轴垂直于上述透明体的轴向及与该轴向构成直角的方向中的任一个方向进行调整。

4、根据权利要求1至3任一项所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于：上述透明体的折射率分布的测定在确认上述透明体的弯曲状况后进行。

5、根据权利要求1至4任一项所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于：使上述透明体旋转，确认其弯曲状况。

6、根据权利要求1至5任一项所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于：上述光源是图象，上述光接收器是拍摄上述图象的失真量的摄影装置。

7、根据权利要求6所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于：上述图象或摄影装置或者其二者的位置调整通过计算机处理用上述摄影装置拍摄的图象之后进行调整。

8、一种用于透明体的折射率分布测定装置，该透明体内部具有折射率分布，其特征在于：在具有由配置在同一光轴上的光源、装有折射率整合液的折射率整合液槽、隔着上述透明体，配置在上述光源相反位置上的用来测定穿过上述透明体的光的光接收器构成，其中，上述光源以及上述光接收器均分别设有位置调整装置。

9、根据权利要求8所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于：上述光源以及光接收器的位置调整装置是指调整各自的角度的装置。

10、根据权利要求9所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于：上述角度调整装置是测角器。

11、根据权利要求8至10任一项所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于：上述光源是图象，上述光接收器是拍摄上述图象的失真量的摄影装置。

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