JP2023169689A - Light beam diameter measurement device, method, program, and storage medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ビーム径の測定に関する。 The present invention relates to measurement of light beam diameter.
モードフィールド径の測定法としては、色々な技術が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2および特許文献3を参照)。例えば、光ファイバおよび光導波路などの光デバイスを回転させながら、光デバイスから出力される光ビームを光パワーメータで受け、光強度分布(光源の回転角度と光パワーとの対応関係)を取得し、モードフィールド径を計算する技術が知られている。
Various techniques are known for measuring the mode field diameter (see, for example,
しかしながら、光デバイスを回転させる従来技術には問題がある。例えば、光デバイスとパワーメータとの間の距離を長くする必要があるため(例えば、20cm程度)、パワーメータにより受光される光ビームのパワーが弱くなってしまい、ノイズの影響を受けやすく、正確にモードフィールド径を測定することができなくなる場合が生じる。 However, there are problems with conventional techniques for rotating optical devices. For example, because it is necessary to increase the distance between the optical device and the power meter (for example, about 20 cm), the power of the optical beam received by the power meter becomes weaker, making it more susceptible to noise and less accurate. In some cases, it becomes impossible to measure the mode field diameter.
そこで、本発明は、光デバイスを回転させないで、光デバイスから出力される光ビームの直径を測定することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to measure the diameter of a light beam output from an optical device without rotating the optical device.
本発明にかかる光ビーム径測定装置は、光ビームを受光する受光部と、前記光ビームの進行方向を法線とする面の上の互いに平行な複数の直線に沿って前記受光部を移動させる移動部と、前記受光部により受光されたもののパワーを測定するパワー測定部と、前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出部とを備えるように構成される。 A light beam diameter measuring device according to the present invention includes a light receiving section that receives a light beam, and a light receiving section that moves the light receiving section along a plurality of straight lines parallel to each other on a plane normal to the traveling direction of the light beam. a moving unit, a power measuring unit that measures the power of the light received by the light receiving unit, and a power measuring unit that measures the power of the light received by the light receiving unit; and a light beam diameter deriving section that derives the diameter of the light beam based on a first range in which the measurement result is equal to or greater than a first predetermined ratio.
上記のように構成された光ビーム径測定装置は、受光部が、光ビームを受光する。移動部が、前記光ビームの進行方向を法線とする面の上の互いに平行な複数の直線に沿って前記受光部を移動させる。パワー測定部が、前記受光部により受光されたもののパワーを測定する。光ビーム径導出部が、前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する。 In the light beam diameter measuring device configured as described above, the light receiving section receives the light beam. A moving section moves the light receiving section along a plurality of mutually parallel straight lines on a plane normal to the traveling direction of the light beam. A power measuring section measures the power of light received by the light receiving section. The light beam diameter deriving section determines that the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on a straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement section is the maximum among the plurality of straight lines. Based on the range, derive the diameter of the light beam.
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記第一の所定の比が1/e2である(ただし、eは自然対数の底)ようにしてもよい。 In the light beam diameter measuring device according to the present invention, the first predetermined ratio may be 1/e 2 (where e is the base of the natural logarithm).
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記第一範囲の長さをdx、前記光ビームの波長をλ、前記光ビームの出射端面と前記面との距離をZとしたときに、前記光ビーム径導出部が、前記直径を4λZ/(πdx)として導出するようにしてもよい。 In addition, in the light beam diameter measuring device according to the present invention, when the length of the first range is dx, the wavelength of the light beam is λ, and the distance between the emission end surface of the light beam and the surface is Z, The light beam diameter deriving section may derive the diameter as 4λZ/(πdx).
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記移動部が、さらに、前記直線と直交し互いに平行な複数の直交直線に沿って前記受光部を移動させ、前記光ビーム径導出部が、さらに、前記複数の直交直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直交直線における前記最大値に対して前記測定結果が第二の所定の比以上である第二範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出するようにしてもよい。 In addition, in the light beam diameter measuring device according to the present invention, the moving section further moves the light receiving section along a plurality of orthogonal straight lines that are orthogonal to the straight line and parallel to each other, and the light beam diameter deriving section Furthermore, based on a second range in which the measurement result is greater than or equal to a second predetermined ratio with respect to the maximum value of the orthogonal straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measuring unit is the maximum among the plurality of orthogonal straight lines. , the diameter of the light beam may be derived.
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記第二の所定の比が1/e2である(ただし、eは自然対数の底)ようにしてもよい。 In the light beam diameter measuring device according to the present invention, the second predetermined ratio may be 1/e 2 (where e is the base of the natural logarithm).
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記第一範囲の長さをdx、前記第二範囲の長さをdy、前記光ビームの波長をλ、前記光ビームの出射端面と前記面との距離をZとしたときに、前記光ビーム径導出部が、前記直線の方向についての前記直径を4λZ/(πdx)、前記直交直線の方向についての前記直径を4λZ/(πdy)として導出するようにしてもよい。 In addition, in the light beam diameter measuring device according to the present invention, the length of the first range is dx, the length of the second range is dy, the wavelength of the light beam is λ, and the output end face of the light beam and the face When the distance from You may also do so.
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、互いに平行な前記面が複数あるようにしてもよい。 Note that the light beam diameter measuring device according to the present invention may have a plurality of planes parallel to each other.
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記受光部が先球ファイバであるようにしてもよい。 In addition, in the light beam diameter measuring device according to the present invention, the light receiving section may be a spherical fiber.
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記光ビームが光導波路から出射されたものであるようにしてもよい。 In addition, in the light beam diameter measuring device according to the present invention, the light beam may be emitted from an optical waveguide.
なお、本発明にかかる光ビーム径測定装置は、前記光ビームが、光導波路から反射されたものをさらに含み、前記パワー測定部による測定結果に基づき前記光導波路の反射率を導出する反射率導出部を備えるようにしてもよい。 Note that the light beam diameter measuring device according to the present invention further includes a light beam reflected from an optical waveguide, and a reflectance derivation that derives the reflectance of the optical waveguide based on the measurement result by the power measurement section. It may be made to have a section.
本発明は、光ビームを受光する受光部と、前記光ビームの進行方向を法線とする面の上の互いに平行な複数の直線に沿って前記受光部を移動させる移動部と、前記受光部により受光されたもののパワーを測定するパワー測定部とを有する光ビーム径測定装置における光ビーム径測定処理を行う方法であって、前記光ビーム径測定処理が、前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出工程を備えた光ビーム径測定方法である。 The present invention includes a light receiving section that receives a light beam, a moving section that moves the light receiving section along a plurality of straight lines parallel to each other on a plane whose normal is the traveling direction of the light beam, and the light receiving section A method for performing a light beam diameter measurement process in a light beam diameter measuring device having a power measurement unit that measures the power of light received by a light beam diameter derivation for deriving the diameter of the light beam based on a first range in which the measurement result is greater than or equal to a first predetermined ratio with respect to the maximum value on the straight line in which the maximum value of the measurement result by the unit is the maximum; This is a method for measuring the diameter of a light beam, which includes steps.
本発明は、光ビームを受光する受光部と、前記光ビームの進行方向を法線とする面の上の互いに平行な複数の直線に沿って前記受光部を移動させる移動部と、前記受光部により受光されたもののパワーを測定するパワー測定部とを有する光ビーム径測定装置における光ビーム径測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記光ビーム径測定処理が、前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出工程を備えたプログラムである。 The present invention includes a light receiving section that receives a light beam, a moving section that moves the light receiving section along a plurality of straight lines parallel to each other on a plane whose normal is the traveling direction of the light beam, and the light receiving section A program for causing a computer to execute a light beam diameter measurement process in a light beam diameter measurement device having a power measurement unit that measures the power of light received by the plurality of straight lines. Deriving the diameter of the light beam based on a first range in which the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on the straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement unit is the maximum. This is a program that includes a process for deriving the diameter of a light beam.
本発明は、光ビームを受光する受光部と、前記光ビームの進行方向を法線とする面の上の互いに平行な複数の直線に沿って前記受光部を移動させる移動部と、前記受光部により受光されたもののパワーを測定するパワー測定部とを有する光ビーム径測定装置における光ビーム径測定処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記光ビーム径測定処理が、前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出工程を備えた記録媒体である。 The present invention includes a light receiving section that receives a light beam, a moving section that moves the light receiving section along a plurality of straight lines parallel to each other on a plane whose normal is the traveling direction of the light beam, and the light receiving section A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for causing a computer to execute a light beam diameter measurement process in a light beam diameter measuring device having a power measuring section for measuring the power of light received by the light beam. The beam diameter measurement process includes a first range in which the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on a straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement unit is the maximum among the plurality of straight lines. This recording medium includes a light beam diameter deriving step of deriving the diameter of the light beam based on the above.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第一の実施形態
図1は、本発明の第一の実施形態にかかる光ビーム径測定装置1の構成を示す機能ブロック図である。第一の実施形態にかかる光ビーム径測定装置1は、受光部12、移動部14、パワーメータ16、光ビーム径導出部18を備える。
First Embodiment FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a light beam diameter measuring
受光部12は、光ビームBを受光する。受光部12は、例えば、先球ファイバである。また、光ビームBは、光デバイス2から出射されたものであり、Z方向(図1において右方向)に進行する。光ビームBは、進行するにつれて拡がっていく。光デバイス2は、例えば、光導波路である。なお、図1において、Z方向と直交し、かつ紙面に直交する方向をX方向とし、X方向およびZ方向に直交する方向をY方向(図1において上方向)とする。
The light receiving
図2は、光ビームBの進行方向(Z方向)を法線とする面S1における光ビームBの断面を示した図である。光ビームBの面S1における断面は円形である。その円の中心0をとおるX方向の直線をX軸といい、中心0をとおるY方向の直線をY軸といい、中心0をとおるZ方向の直線をZ軸という。面S1においては、光ビームBは、中心0でビームパワーが最大となり、中心0から離れるにしたがってビームパワーが小さくなる。
FIG. 2 is a diagram showing a cross section of the light beam B in a plane S1 whose normal is the traveling direction (Z direction) of the light beam B. The cross section of the light beam B at the plane S1 is circular. The straight line in the X direction passing through
パワーメータ(パワー測定部)16は、受光部12により受光された光ビームBのパワーを測定する。
The power meter (power measuring section) 16 measures the power of the light beam B received by the
図3は、受光部12(の先端)が移動する複数の直線X1、X2、X3、X4およびX5を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a plurality of straight lines X1, X2, X3, X4, and X5 along which (the tip of) the
移動部14は、光ビームBの進行方向(Z方向)を法線とする面(S1)の上の互いに平行な複数の直線X1、X2、X3、X4およびX5に沿って受光部12を移動させる。例えば、受光部12が先球ファイバの場合には、受光部12の先端を、直線X1、X2、X3、X4およびX5に沿って移動させる。なお、直線X1、X2、X3、X4およびX5は、等間隔であってもよい。例えば、直線X3がX軸に一致しているとする。
The moving
図4は、直線X3におけるパワーメータ16による測定結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the measurement results by the
光ビーム径導出部18は、複数の直線X1、X2、X3、X4およびX5のうちパワーメータ16による測定結果の最大値が最大となる直線(X軸に一致する直線X3)における最大値(図4においては、「1」とする)に対して測定結果が第一の所定の比(図4においては、「1/e2」とする(ただし、eは自然対数の底))以上である第一範囲に基づき、光ビームBの直径(モードフィールド径)を導出する。なお、光ビーム径導出部18は、どの直線を測定した結果を受けているかを、移動部14から取得する。
The light beam
直線X1、X2、X3、X4およびX5のパワーメータ16による測定結果は、それぞれがY軸と交わる点において最大値をとる。それらの最大値が最大となる直線はX軸に一致する直線X3であり、直線X3とY軸とが交わる点(すなわち、中心0)においてそれらの最大値が最大となる。
The measurement results of the straight lines X1, X2, X3, X4, and X5 by the
図4においては、直線X3におけるX座標を横軸に、ビームパワーを縦軸にとり、ビームパワーを図示している。ただし、中心0におけるビームパワーを「1」としている。ここで、ビームパワーが1/e2以上である範囲である第一範囲の長さをdxとする。
In FIG. 4, the beam power is illustrated with the X coordinate on the straight line X3 taken as the horizontal axis and the beam power taken as the vertical axis. However, the beam power at the
ここで、光ビームBの波長をλ、光ビームBの出射端面2E(図1参照)と面S1との距離をZ(図1参照)とする。なお、Zは例えば、10~200μm程度である。
Here, it is assumed that the wavelength of the light beam B is λ, and the distance between the
一般的に、面S1における光ビームBの直径d(Z)は、以下の式(1)のように表すことができる。 Generally, the diameter d(Z) of the light beam B at the surface S1 can be expressed as in the following equation (1).
ただし、MFDは、光ビームBのモードフィールド径(直径)である。このモードフィールド径(直径)においては、光ビームBの強度が、最大値の1/e2となる。
However, MFD is the mode field diameter (diameter) of the light beam B. At this mode field diameter (diameter), the intensity of the light beam B becomes 1/e 2 of the maximum value.
ただし、Zが以下の条件(式(2))を満たす必要がある。 However, Z needs to satisfy the following condition (formula (2)).
ここで、式(1)のd(Z)に第一範囲の長さdxを代入し、かつ、(4λZ/(πMFD2))2が1よりも極めて大きいものとする。すると、MFDは4λZ/(πdx)となる。よって、光ビーム径導出部18は、光ビームBの直径(モードフィールド径)を4λZ/(πdx)として導出する。ただし、この直径(モードフィールド径)は、X方向についての直径であるものとする。
Here, it is assumed that the length dx of the first range is substituted for d(Z) in equation (1), and (4λZ/(πMFD 2 )) 2 is extremely larger than 1. Then, the MFD becomes 4λZ/(πdx). Therefore, the light beam
図5は、受光部12(の先端)が移動する複数の直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a plurality of orthogonal straight lines Y1, Y2, Y3, Y4, and Y5 along which (the tip of) the
移動部14は、さらに、直線X1、X2、X3、X4およびX5と直交し、互いに平行な複数の直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5に沿って受光部12を移動させる。例えば、受光部12が先球ファイバの場合には、受光部12の先端を、直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5に沿って移動させる。なお、直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5は、等間隔であってもよい。例えば、直交直線Y3がY軸に一致しているものとする。
The moving
図6は、直交直線Y3におけるパワーメータ16による測定結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the measurement results by the
光ビーム径導出部18は、さらに、複数の直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5のうちパワー測定部16による測定結果の最大値が最大となる直交直線(Y軸に一致する直交直線Y3)における最大値(図6においては、「1」とする)に対して測定結果が第二の所定の比(図6においては、「1/e2」とする)以上である第二範囲に基づき、光ビームBの直径(モードフィールド径)を導出する。なお、光ビーム径導出部18は、どの直交直線を測定した結果を受けているかを、移動部14から取得する。
The light beam
直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5のパワーメータ16による測定結果は、それぞれがX軸と交わる点において最大値をとる。それらの最大値が最大となる直線はY軸に一致する直交直線Y3であり、直交直線Y3とX軸とが交わる点(すなわち、中心0)においてそれらの最大値が最大となる。
The measurement results of the orthogonal straight lines Y1, Y2, Y3, Y4, and Y5 by the
図6においては、直交直線Y3におけるY座標を横軸に、ビームパワーを縦軸にとり、ビームパワーを図示している。ただし、中心0におけるビームパワーを「1」としている。ここで、ビームパワーが1/e2以上である範囲である第二範囲の長さをdyとする。
In FIG. 6, the beam power is illustrated with the horizontal axis representing the Y coordinate of the orthogonal straight line Y3 and the vertical axis representing the beam power. However, the beam power at the
ここで、式(1)のd(Z)に第二範囲の長さdyを代入し、かつ、(4λZ/(πMFD2))2が1よりも極めて大きいものとする。すると、MFDは4λZ/(πdy)となる。よって、光ビーム径導出部18は、光ビームBの直径(モードフィールド径)を4λZ/(πdy)として導出する。ただし、この直径(モードフィールド径)は、Y方向についての直径であるものとする。
Here, it is assumed that the length dy of the second range is substituted for d(Z) in equation (1), and (4λZ/(πMFD 2 )) 2 is extremely larger than 1. Then, the MFD becomes 4λZ/(πdy). Therefore, the light beam
次に、第一の実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the first embodiment will be explained.
まず、光デバイス2から光ビームBが出力させる。ただし、面S1と、光ビームBの出射端面2Eとの距離Zは、式(2)の条件を満たすものとする。
First, a light beam B is output from the
ここで、面S1において、受光部12(先球ファイバの先端)を、移動部14によって、直線X1、X2、X3、X4およびX5(図3参照)に沿って移動させる。その際に受光部12により受光された光ビームBのパワーをパワーメータ16により測定する。その測定結果の最大値が最大となる直線(X軸に一致する直線X3)における最大値(図4においては、「1」とする)に対して測定結果が第一の所定の比(図4においては、「1/e2」とする)以上である第一範囲の長さdxに基づき、光ビームBの直径(モードフィールド径)を、X方向については、4λZ/(πdx)として導出する。
Here, in the plane S1, the light receiving section 12 (the tip of the spherical fiber) is moved by the moving
さらに、面S1において、受光部12(先球ファイバの先端)を、移動部14によって、直交直線Y1、Y2、Y3、Y4およびY5(図5参照)に沿って移動させる。その際に受光部12により受光された光ビームBのパワーをパワーメータ16により測定する。その測定結果の最大値が最大となる直交直線(Y軸に一致する直交直線Y3)における最大値(図6においては、「1」とする)に対して測定結果が第二の所定の比(図6においては、「1/e2」とする)以上である第二範囲の長さdyに基づき、光ビームBの直径(モードフィールド径)を、Y方向については、4λZ/(πdy)として導出する。
Furthermore, in the plane S1, the light receiving section 12 (the tip of the spherical fiber) is moved by the moving
第一の実施形態によれば、光デバイス2を回転させないで、光デバイス2から出力される光ビームBの直径(モードフィールド径)を測定できる。
According to the first embodiment, the diameter (mode field diameter) of the light beam B output from the
しかも、第一の実施形態によれば、面S1と、光ビームBの出射端面2Eとの距離Zは、例えば、10~200μm程度と短く、光ビームBのビームパワーが微弱でも、正確な測定が可能となる。
Furthermore, according to the first embodiment, the distance Z between the surface S1 and the
さらに、第一の実施形態によれば、光デバイス2を固定したままにすることができるため、光デバイス2の入射側に光ファイバを接合する必要がなくなり、測定にかかる時間的コストおよび金銭的コストを低減させることができる。
Furthermore, according to the first embodiment, since the
変形例
なお、第一の実施形態においては、受光部12による測定を行う面を一つ(面S1)であるものとして説明したが、複数(例えば、面S1および面S2)とする変形例も考えられる。
Modification Example In the first embodiment, the
図7は、第一の実施形態の変形例にかかる光ビーム径測定装置1の構成を示す機能ブロック図である。面S2が追加された点以外は、第一の実施形態と同様である。面S1および面S2は、互いに平行である。例えば、面S2は、面S1よりも出射端面2Eに近い。もちろん、面S2が、面S1よりも出射端面2Eから遠くてもよい。また、面は2つ(S1、S2)に限らず、互いに平行であれば3つ以上あってもかまわない。
FIG. 7 is a functional block diagram showing the configuration of a light beam
面S1において行ったビームパワーの測定と、X方向およびY方向についての光ビームBの直径(モードフィールド径)の導出とを、面S2においても同様に行う。面S1における測定結果に基づき導出された光ビームBの直径(モードフィールド径)と、面S2における測定結果に基づき導出された光ビームBの直径(モードフィールド径)とに基づき(例えば、両者の平均をとるなどして)、より正確に光ビームBの直径(モードフィールド径)を導出することができる。 The measurement of the beam power performed on the surface S1 and the derivation of the diameter (mode field diameter) of the light beam B in the X direction and the Y direction are similarly performed on the surface S2. Based on the diameter (mode field diameter) of the light beam B derived based on the measurement results on the surface S1 and the diameter (mode field diameter) of the light beam B derived based on the measurement results on the surface S2 (for example, (by taking an average, etc.), the diameter of the light beam B (mode field diameter) can be derived more accurately.
第二の実施形態
第二の実施形態にかかる光ビーム径測定装置1は、光導波路8の反射率を導出する反射率導出部27が追加された点で第一の実施形態にかかる光ビーム径測定装置1と異なる。
Second Embodiment The light beam
図8は、本発明の第二の実施形態にかかる光ビーム径測定装置1の構成を示す機能ブロック図である。第二の実施形態にかかる光ビーム径測定装置1は、受光部12、移動部14、パワーメータ16、光ビーム径導出部18、カプラ23、受光部22、移動部24、パワーメータ26、反射率導出部27を備える。以下、第一の実施形態と同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the optical beam
第一の実施形態における光デバイス2にかえて、第二の実施形態においては光導波路8が用いられる。光導波路8は端面8E1、8E2を有する。端面8E1は受光部12側に、端面8E2は受光部22側に配置されている。光源4はカプラ23および受光部22を介して、端面8E1に光を与える。この光は、光導波路8を通過して、端面8E2から出射される。
In place of the
受光部12、移動部14、パワーメータ16およびビーム径導出部18は、第一の実施形態と同様であり、説明を省略する。ただし、受光部12を端面8E2に接触させて、パワーメータ16によりパワーを測定し、光導波路8を挿入することによる損失を測定することをも行う。すなわち、光源4の発する光のパワー(既知)と、パワーメータ16により測定されたパワーとを対比することで、光導波路8を挿入することによる損失を求めることができる。ただし、カプラ23の分岐比は既知(例えば、1:1)であるものとし、端面8E1および端面8E2における損失もまた既知であるものとする。
The
受光部22(例えば、先球ファイバ)は、端面8E1に接触させられて、端面8E1からの反射光を受ける。カプラ23は、光源4、受光部22およびパワーメータ26に接続されている。パワーメータ26は、受光部22により受光された光ビーム(すなわち、光導波路8の端面8E1からの反射光)のパワーを測定する。移動部24は、受光部22をX方向およびY方向に移動させる。反射率導出部27は、パワーメータ(パワー測定部)26による測定結果に基づき光導波路8の反射率を導出する。すなわち、反射率導出部27は、光源4の発する光のパワー(既知)と、パワーメータ26により測定されたパワーとを対比することで、光導波路8の反射率を導出することができる。光導波路8の端面8E1による反射光と、受光部22との結合損失は既知(例えば、1dB)であるものとする。なお、反射率導出部27は、どの部分を測定した結果を受けているかを、移動部24から取得する。これにより、端面8E1のどの部分の反射率が導出されているか、すなわち反射率分布が分かる。
The light receiving section 22 (for example, a spherical fiber) is brought into contact with the end surface 8E1 and receives reflected light from the end surface 8E1. The
なお、導出された反射率R[dB]を用いて、屈折率nを取得することも可能である。すなわち、フレネルの公式を変形することにより、n=(1+10R/20)/(1-10R/20)として取得できる。 Note that it is also possible to obtain the refractive index n using the derived reflectance R [dB]. That is, by transforming Fresnel's formula, n=(1+10 R/20 )/(1-10 R/20 ) can be obtained.
次に、第二の実施形態の動作を説明する。 Next, the operation of the second embodiment will be explained.
まず、光導波路8を挿入することによる損失を測定する。すなわち、光源4から光を発し、カプラ23および受光部22を介して、端面8E1に光を与える。この光は、光導波路8を通過して、端面8E2から出射される。受光部12を端面8E2に接触させて、パワーメータ16によりパワーを測定し、光導波路8を挿入することによる損失を測定する。
First, the loss caused by inserting the
次に、端面8E1の反射率分布を測定する。すなわち、受光部22(例えば、先球ファイバ)を、端面8E1に接触させて、端面8E1からの反射光を受ける。反射光は、カプラ23を介して、パワーメータ26により測定される。光源4の発する光のパワー(既知)と、パワーメータ26により測定されたパワーとを対比することにより、反射率導出部27が光導波路8の端面8E1の反射率分布を導出することができる。なお、どの部分の反射率を測定しているかは、移動部24から取得できる。
Next, the reflectance distribution of the end surface 8E1 is measured. That is, the light receiving section 22 (for example, a spherical fiber) is brought into contact with the end surface 8E1 to receive the reflected light from the end surface 8E1. The reflected light is measured by a
最後に、端面8E2から出射される光ビームBのモードフィールド径を測定する。これは、第一の実施形態と同様であり説明を省略する。 Finally, the mode field diameter of the light beam B emitted from the end surface 8E2 is measured. This is the same as the first embodiment, and the explanation will be omitted.
第二の実施形態によれば、第一の実施形態を同様な効果に加え、光導波路8の端面8E1の反射率分布を導出できる。
According to the second embodiment, the reflectance distribution of the end surface 8E1 of the
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。CPU、ハードディスク、メディア(USBメモリ、CD-ROMなど)読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えば光ビーム径導出部18および反射率導出部27を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。
Moreover, the above embodiment can be realized as follows. A computer equipped with a CPU, a hard disk, and a media (USB memory, CD-ROM, etc.) reading device reads the media in which programs for realizing each of the above sections, for example, the light beam
1 光ビーム径測定装置
2E 出射端面
12 受光部(先球ファイバ)
14 移動部
16 パワーメータ(パワー測定部)
18 光ビーム径導出部
27 反射率導出部
B 光ビーム
X1、X2、X3、X4およびX5 直線
Y1、Y2、Y3、Y4およびY5 直交直線
S1、S2 面
dx 第一範囲の長さ
dy 第二範囲の長さ
1 Light beam
14 Moving
18 Light beam
dx length of first range
dy length of second range
Claims (13)
前記光ビームの進行方向を法線とする面の上の互いに平行な複数の直線に沿って前記受光部を移動させる移動部と、
前記受光部により受光されたもののパワーを測定するパワー測定部と、
前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出部と、
を備えた光ビーム径測定装置。 a light receiving section that receives the light beam;
a moving unit that moves the light receiving unit along a plurality of mutually parallel straight lines on a plane whose normal is the traveling direction of the light beam;
a power measuring unit that measures the power of the light received by the light receiving unit;
The light beam is adjusted based on a first range in which the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on the straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement unit is the maximum among the plurality of straight lines. a light beam diameter derivation unit for deriving the diameter of the beam;
Optical beam diameter measuring device equipped with
前記第一の所定の比が1/e2である(ただし、eは自然対数の底)光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to claim 1,
A light beam diameter measuring device, wherein the first predetermined ratio is 1/e 2 (where e is the base of a natural logarithm).
前記第一範囲の長さをdx、前記光ビームの波長をλ、前記光ビームの出射端面と前記面との距離をZとしたときに、
前記光ビーム径導出部が、前記直径を4λZ/(πdx)として導出する光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to claim 2,
When the length of the first range is dx, the wavelength of the light beam is λ, and the distance between the emission end surface of the light beam and the surface is Z,
A light beam diameter measuring device in which the light beam diameter deriving section derives the diameter as 4λZ/(πdx).
前記移動部が、さらに、前記直線と直交し互いに平行な複数の直交直線に沿って前記受光部を移動させ、
前記光ビーム径導出部が、さらに、前記複数の直交直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直交直線における前記最大値に対して前記測定結果が第二の所定の比以上である第二範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to claim 1,
The moving unit further moves the light receiving unit along a plurality of orthogonal straight lines that are orthogonal to the straight line and parallel to each other,
The light beam diameter deriving section further calculates a second predetermined ratio of the measurement result to the maximum value on the orthogonal straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measuring section is the maximum among the plurality of orthogonal straight lines. A light beam diameter measuring device that derives the diameter of the light beam based on the above second range.
前記第二の所定の比が1/e2である(ただし、eは自然対数の底)光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to claim 4,
A light beam diameter measuring device, wherein the second predetermined ratio is 1/e 2 (where e is the base of a natural logarithm).
前記第一範囲の長さをdx、
前記第二範囲の長さをdy、
前記光ビームの波長をλ、
前記光ビームの出射端面と前記面との距離をZとしたときに、
前記光ビーム径導出部が、
前記直線の方向についての前記直径を4λZ/(πdx)、
前記直交直線の方向についての前記直径を4λZ/(πdy)、
として導出する光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to claim 5,
The length of the first range is dx,
The length of the second range is dy,
The wavelength of the light beam is λ,
When the distance between the emission end face of the light beam and the surface is Z,
The light beam diameter deriving section is
The diameter in the direction of the straight line is 4λZ/(πdx),
The diameter in the direction of the orthogonal straight line is 4λZ/(πdy),
A light beam diameter measuring device that derives the information as follows.
互いに平行な前記面が複数ある光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to any one of claims 1 to 6,
A light beam diameter measuring device having a plurality of planes parallel to each other.
前記受光部が先球ファイバである光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to any one of claims 1 to 6,
A light beam diameter measuring device, wherein the light receiving section is a spherical fiber.
前記光ビームが光導波路から出射されたものである光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to any one of claims 1 to 6,
An optical beam diameter measuring device, wherein the optical beam is emitted from an optical waveguide.
前記光ビームが、光導波路から反射されたものをさらに含み、
前記パワー測定部による測定結果に基づき前記光導波路の反射率を導出する反射率導出部を備えた光ビーム径測定装置。 The light beam diameter measuring device according to any one of claims 1 to 6,
The light beam further includes reflected from an optical waveguide;
A light beam diameter measuring device comprising a reflectance deriving section that derives a reflectance of the optical waveguide based on a measurement result by the power measuring section.
前記光ビーム径測定処理が、
前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出工程を備えた光ビーム径測定方法。 a light receiving section that receives the light beam; a moving section that moves the light receiving section along a plurality of parallel lines on a plane normal to the traveling direction of the light beam; A method for performing a light beam diameter measurement process in a light beam diameter measuring device having a power measuring section for measuring the power of an object, the method comprising:
The light beam diameter measurement process includes:
The light beam is adjusted based on a first range in which the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on the straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement unit is the maximum among the plurality of straight lines. A light beam diameter measuring method comprising a light beam diameter deriving step of deriving the diameter of the light beam.
前記光ビーム径測定処理が、
前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出工程を備えたプログラム。 a light receiving section that receives the light beam; a moving section that moves the light receiving section along a plurality of parallel lines on a plane normal to the traveling direction of the light beam; A program for causing a computer to execute a light beam diameter measurement process in a light beam diameter measuring device having a power measurement unit that measures the power of an object,
The light beam diameter measurement process includes:
The light beam is adjusted based on a first range in which the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on the straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement unit is the maximum among the plurality of straight lines. A program that includes a process for deriving the diameter of a light beam.
前記光ビーム径測定処理が、
前記複数の直線のうち前記パワー測定部による測定結果の最大値が最大となる直線における前記最大値に対して前記測定結果が第一の所定の比以上である第一範囲に基づき、前記光ビームの直径を導出する光ビーム径導出工程を備えた記録媒体。 a light receiving section that receives the light beam; a moving section that moves the light receiving section along a plurality of parallel lines on a plane normal to the traveling direction of the light beam; A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute a light beam diameter measurement process in a light beam diameter measuring device having a power measurement unit that measures the power of an object,
The light beam diameter measurement process includes:
The light beam is adjusted based on a first range in which the measurement result is at least a first predetermined ratio with respect to the maximum value on the straight line in which the maximum value of the measurement result by the power measurement unit is the maximum among the plurality of straight lines. A recording medium comprising a light beam diameter deriving step for deriving the diameter of the light beam.
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