JP3210429B2 - 光導波路断面屈折率分布測定装置 - Google Patents
光導波路断面屈折率分布測定装置Info
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- 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
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信に使用する光導
波路の断面の屈折率分布状態を測定する光導波路断面屈
折率分布測定装置に関するものである。
波路の断面の屈折率分布状態を測定する光導波路断面屈
折率分布測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光導波路の断面屈折率分布状態を測定す
る方法として、ＲｅｆｒａｃｔｅｄＮｅａｒ Ｆｉｅｌ
ｄ法（ＲＮＦ法）がある。このＲＮＦ法は、高い測定精
度と高い解像力を有し、光導波路の断面屈折率分布の測
定では現在最も優れていると考えられている。
る方法として、ＲｅｆｒａｃｔｅｄＮｅａｒ Ｆｉｅｌ
ｄ法（ＲＮＦ法）がある。このＲＮＦ法は、高い測定精
度と高い解像力を有し、光導波路の断面屈折率分布の測
定では現在最も優れていると考えられている。
【０００３】該ＲＮＦ法は、図９に示される様に、基板
部２の１面に光導波路部３を形成した光導波基板１を光
導波路部３の屈折率ｎ（ｒ）に近い屈折率ｎL の液体９
中に浸漬し、この状態で前記光導波路部３の端面に対物
レンズ８で集光させたレーザ光を入射角θで入射させ、
光導波路部３より漏出する光を検出して該光導波路部３
の屈折率を測定しようとするものである。
部２の１面に光導波路部３を形成した光導波基板１を光
導波路部３の屈折率ｎ（ｒ）に近い屈折率ｎL の液体９
中に浸漬し、この状態で前記光導波路部３の端面に対物
レンズ８で集光させたレーザ光を入射角θで入射させ、
光導波路部３より漏出する光を検出して該光導波路部３
の屈折率を測定しようとするものである。
【０００４】入射角θ0 に対する射出角βは，レーザ光
が入射した点での光導波路部３の屈折率をｎ（ｒ）、光
導波路部３に入射する側の空気、又は液体の屈折率をｎ
0 とすると、スネルの法則により簡単に下記数式１で表
わされる。
が入射した点での光導波路部３の屈折率をｎ（ｒ）、光
導波路部３に入射する側の空気、又は液体の屈折率をｎ
0 とすると、スネルの法則により簡単に下記数式１で表
わされる。
【０００５】
【数１】
【０００６】従って、レーザ光の入射点を光導波路部３
の厚み方向、又はそれと直交する方向に走査すると、各
点での屈折率ｎ（ｒ）に応じて射出角βが変化する。即
ち、屈折率の高い部分では射出角βは小さくなり、屈折
率の低い部分では射出角βは大きくなる。
の厚み方向、又はそれと直交する方向に走査すると、各
点での屈折率ｎ（ｒ）に応じて射出角βが変化する。即
ち、屈折率の高い部分では射出角βは小さくなり、屈折
率の低い部分では射出角βは大きくなる。
【０００７】従って、漏出する光の状態を判断すること
で光導波路部３の屈折率ｎ（ｒ）を知ることができる。
で光導波路部３の屈折率ｎ（ｒ）を知ることができる。
【０００８】ＲＮＦ法による光導波路の断面屈折率分布
を測定する装置は、上述した原理を基本としている。
を測定する装置は、上述した原理を基本としている。
【０００９】更に図９に於いて説明すると、光導波基板
１の側方に前記光導波路部３より漏出する光４を受光す
るディテクタ５を配設する。又、漏出光４の中心側の１
部を遮光する半円板状の遮光板６を設ける。従って、前
記ディテクタ５は中心側の１部が欠如した半ドーナッツ
状の漏出光４を受光する。この受光量Ｐは、漏出光の最
外側の受光点に対応する入射角をθ0 max 、前記遮光板
６で遮光された内側の受光点に対応する入射角をθ0 mi
n とすると、下記数式２で表わされる。
１の側方に前記光導波路部３より漏出する光４を受光す
るディテクタ５を配設する。又、漏出光４の中心側の１
部を遮光する半円板状の遮光板６を設ける。従って、前
記ディテクタ５は中心側の１部が欠如した半ドーナッツ
状の漏出光４を受光する。この受光量Ｐは、漏出光の最
外側の受光点に対応する入射角をθ0 max 、前記遮光板
６で遮光された内側の受光点に対応する入射角をθ0 mi
n とすると、下記数式２で表わされる。
【００１０】
【数２】
【００１１】上記数式に於いて、Ｉ（θ0 ）は入射光線
の角度依存性による強度分布を示しており、又ディテク
タ５の受光面を充分大きくすることで、漏出光４が受光
面よりはみ出さない様にする。従って、上記数式２のθ
0 max は対物レンズの開口数（ＮＡ）で決定され、下記
数式３で表わされる。
の角度依存性による強度分布を示しており、又ディテク
タ５の受光面を充分大きくすることで、漏出光４が受光
面よりはみ出さない様にする。従って、上記数式２のθ
0 max は対物レンズの開口数（ＮＡ）で決定され、下記
数式３で表わされる。
【００１２】
【数３】
【００１３】ところで、前記射出角βmax は光導波路部
３の屈折力によって変化、即ち漏出光の最外側の受光点
は移動するが、射出角βmin は光導波路部３に検出光が
入射する点と前記遮光板６の端縁の位置によって一義的
に決定され、光導波路部３の屈折率に影響を受けない。
３の屈折力によって変化、即ち漏出光の最外側の受光点
は移動するが、射出角βmin は光導波路部３に検出光が
入射する点と前記遮光板６の端縁の位置によって一義的
に決定され、光導波路部３の屈折率に影響を受けない。
【００１４】更に、前記射出角βmin に対応する入射角
θ0 min は前記数式１を変形した数式４によって求めら
れる。
θ0 min は前記数式１を変形した数式４によって求めら
れる。
【００１５】
【数４】
【００１６】而して、入射角θ0 min が、光導波路部３
の屈折率を決定する重要な要因となる。即ち、前記数式
２で求められる光量は、屈折率と対応して変化する。
の屈折率を決定する重要な要因となる。即ち、前記数式
２で求められる光量は、屈折率と対応して変化する。
【００１７】前記光導波路部３の厚み方向、又はそれと
直交する方向での任意な点での受光量をＰ（ｎ（ｒ））
とすると、該受光量Ｐ（ｎ（ｒ））は、下記数式５とな
る。
直交する方向での任意な点での受光量をＰ（ｎ（ｒ））
とすると、該受光量Ｐ（ｎ（ｒ））は、下記数式５とな
る。
【００１８】
【数５】
【００１９】次に、入射光強度の角度依存性Ｉ（θ0 ）
が、ランベルト分布［Ｉ（θ0 ）＝Ｉ0 cosθ0 ］を有
すると、レーザスポット位置を光導波路部の厚み方向、
又はそれと直交する方向に走査し、光量変化ΔＰを測定
すると数式５より数式６が得られ、Δｎ（ｒ）が求めら
れる。
が、ランベルト分布［Ｉ（θ0 ）＝Ｉ0 cosθ0 ］を有
すると、レーザスポット位置を光導波路部の厚み方向、
又はそれと直交する方向に走査し、光量変化ΔＰを測定
すると数式５より数式６が得られ、Δｎ（ｒ）が求めら
れる。
【００２０】
【数６】
【００２１】ここで、比例定数ａは、既知の屈折率ｎL
から決定される。
から決定される。
【００２２】通常、光源としてはレーザ光源を用いる
が、この場合入射光強度分布Ｉ（θ0）はランベルト分
布よりも、むしろガウス分布となり、光量変化と屈折率
の変化は数式６の様に簡単にはならないが、計算による
補正を行うことでΔｎ（ｒ）を求めることができる。
が、この場合入射光強度分布Ｉ（θ0）はランベルト分
布よりも、むしろガウス分布となり、光量変化と屈折率
の変化は数式６の様に簡単にはならないが、計算による
補正を行うことでΔｎ（ｒ）を求めることができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】前記した従来の光導波
路断面屈折率分布測定装置では、光導波路部内での光の
全反射を防ぎ、光導波路部に入射した光を効果的に光導
波路部外に漏出させる為、光導波基板部に近い、好まし
くは該光導波基板部より高屈折率を有する液体に光導波
基板を浸漬させている。従って、従来のものでは、浸漬
用の液体が不可欠となっている。
路断面屈折率分布測定装置では、光導波路部内での光の
全反射を防ぎ、光導波路部に入射した光を効果的に光導
波路部外に漏出させる為、光導波基板部に近い、好まし
くは該光導波基板部より高屈折率を有する液体に光導波
基板を浸漬させている。従って、従来のものでは、浸漬
用の液体が不可欠となっている。
【００２４】光導波基板部の材質がガラスである場合
等、その屈折率は１．５程度であり、前記浸漬用の液体
を選択することは比較的容易である。ところが、ＬｉＮ
ｂＯ3或はＬｉＴａＯ3 等の単結晶基板状にＴｉを熱拡
散して光導波路部を形成したものでは、基板部の屈折率
が２．０以上の値を持つものも少なくない。
等、その屈折率は１．５程度であり、前記浸漬用の液体
を選択することは比較的容易である。ところが、ＬｉＮ
ｂＯ3或はＬｉＴａＯ3 等の単結晶基板状にＴｉを熱拡
散して光導波路部を形成したものでは、基板部の屈折率
が２．０以上の値を持つものも少なくない。
【００２５】斯かる光導波基板に対しては、同程度の屈
折率を有する浸漬用液が必要となるが、屈折率が２．０
以上の液体は人体に有害である。又、基板の材質によっ
ては、たとえ屈折率が低くても、基板に適合する浸漬用
液があるとは限らない。この為、光導波基板部の材質に
よっては、測定が困難且危険であり、或は測定をするこ
とができない場合もあった。
折率を有する浸漬用液が必要となるが、屈折率が２．０
以上の液体は人体に有害である。又、基板の材質によっ
ては、たとえ屈折率が低くても、基板に適合する浸漬用
液があるとは限らない。この為、光導波基板部の材質に
よっては、測定が困難且危険であり、或は測定をするこ
とができない場合もあった。
【００２６】本発明は斯かる実情に鑑み、浸漬用液がな
くても光導波路部の屈折率の分布測定を可能にしようと
するものである。
くても光導波路部の屈折率の分布測定を可能にしようと
するものである。
【００２７】尚、本課題を解決する為の別方式として、
本出願人は先の出願、特願平３−１１５４８１に於いて
提案している。
本出願人は先の出願、特願平３−１１５４８１に於いて
提案している。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板部の一方
の面に設けた光導波路部の一端面上に測定用光束をスポ
ット光として集光して入射させる為の投影系と、前記測
定用光束の内、この光導波路部からの漏出光を受光する
為の受光部とを有し、前記一端面上のスポット光位置を
変化させた際の前記受光部に入射する光量の変化により
光導波路部の断面屈折率分布を測定する屈折率分布測定
装置に於いて、前記受光部は、光導波路部のもう一方の
端面側に前記基板部を通過した漏出光のみを受光する様
に配置されたことを特徴とするものである。
の面に設けた光導波路部の一端面上に測定用光束をスポ
ット光として集光して入射させる為の投影系と、前記測
定用光束の内、この光導波路部からの漏出光を受光する
為の受光部とを有し、前記一端面上のスポット光位置を
変化させた際の前記受光部に入射する光量の変化により
光導波路部の断面屈折率分布を測定する屈折率分布測定
装置に於いて、前記受光部は、光導波路部のもう一方の
端面側に前記基板部を通過した漏出光のみを受光する様
に配置されたことを特徴とするものである。
【００２９】
【作用】受光部を光導波基板の、測定用光束を入射させ
る端面とは反対側のもう一端面側に、近接して、或は密
着して配置することにより、光導波路部から検出光が漏
出し、受光部に到達する。又，受光部の形状を適当に決
めたり，遮光板を設置することにより，光導波路部内を
伝搬して来る光を除去することができる。
る端面とは反対側のもう一端面側に、近接して、或は密
着して配置することにより、光導波路部から検出光が漏
出し、受光部に到達する。又，受光部の形状を適当に決
めたり，遮光板を設置することにより，光導波路部内を
伝搬して来る光を除去することができる。
【００３０】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の一実施例を
説明する。
説明する。
【００３１】尚、図１中、図９中で示したものと同一の
ものには同符号を付してある。
ものには同符号を付してある。
【００３２】反対物レンズ８側（図中光導波基板１の上
方）にディテクタ５を光導波基板１に対し、平行に空間
配置する。該ディテクタ５は、光導波路部３内を伝搬し
て来た光束を受光しない様、光導波路部３内から射出光
束７のうち最大射出角光線１０よりも外側（対物レンズ
８の光軸より離反する側）に配置する。又、該ディテク
タ５の形状は図２に示す如く短冊形状である。
方）にディテクタ５を光導波基板１に対し、平行に空間
配置する。該ディテクタ５は、光導波路部３内を伝搬し
て来た光束を受光しない様、光導波路部３内から射出光
束７のうち最大射出角光線１０よりも外側（対物レンズ
８の光軸より離反する側）に配置する。又、該ディテク
タ５の形状は図２に示す如く短冊形状である。
【００３３】又、図中１５は半円形状の遮光絞りであ
り、１６はカバーガラスを示す。前記光導波路部３の断
面形状は図２に於いて半円形状を示すが、矩形形状であ
ってもよい。
り、１６はカバーガラスを示す。前記光導波路部３の断
面形状は図２に於いて半円形状を示すが、矩形形状であ
ってもよい。
【００３４】尚、この場合には、ディテクタ５が図９中
に示した様に光導波基板１の側面に配置されていないの
で、数式１に代わって数式７で表わされる。
に示した様に光導波基板１の側面に配置されていないの
で、数式１に代わって数式７で表わされる。
【００３５】
【数７】
【００３６】ここで，ｎS は、光導波路基板部２の屈折
率であり、ｎ1 はディテクタ５が配置されている媒質の
屈折率であり、βは光導波路基板部２から該媒質への射
出角を表わしている。
率であり、ｎ1 はディテクタ５が配置されている媒質の
屈折率であり、βは光導波路基板部２から該媒質への射
出角を表わしている。
【００３７】従って、図１中に示された射出角βmin に
対応する入射角θ0 min は、前記数式７を変形した数式
８によって求められる。
対応する入射角θ0 min は、前記数式７を変形した数式
８によって求められる。
【００３８】
【数８】
【００３９】而して、入射角θ0 min が光導波路部３の
屈折率を決定する重要な要因となることは、従来のＲＮ
Ｆ法と同様である。即ち、数式５は本発明に於いても、
同様に成立する。
屈折率を決定する重要な要因となることは、従来のＲＮ
Ｆ法と同様である。即ち、数式５は本発明に於いても、
同様に成立する。
【００４０】但し、ディテクタ５が受光する最大射出角
βmax とθ0 max の関係については少し考えてみる必要
がある。何故ならば、図９に示した様な従来の測定法で
は、ディテクタ５は、光導波基板１の側方に配置されて
いるので、対物レンズ８からの最大入射光線角θ0 max
とディテクタ５が受光できる最大射出角βmax は一義的
に対応するが、本発明の場合には少し説明を要する。
βmax とθ0 max の関係については少し考えてみる必要
がある。何故ならば、図９に示した様な従来の測定法で
は、ディテクタ５は、光導波基板１の側方に配置されて
いるので、対物レンズ８からの最大入射光線角θ0 max
とディテクタ５が受光できる最大射出角βmax は一義的
に対応するが、本発明の場合には少し説明を要する。
【００４１】即ち、光導波基板１の、光導波路部３が形
成されていない反対側の面１１の表面性状により、少し
最大入射光線角θ0 max の取得る状況が変化する。
成されていない反対側の面１１の表面性状により、少し
最大入射光線角θ0 max の取得る状況が変化する。
【００４２】例えば、光導波基板１の裏面１１が光導波
路部３が形成されている面と同様に鏡面研磨状態である
ならば、図３に示す様に、ディテクタ５と光導波基板１
を近接、或は密着させることにより、ディテクタ５は対
物レンズ８からの最大入射光線角θ0 max 迄殆ど全ての
θ0 を受光することができる。
路部３が形成されている面と同様に鏡面研磨状態である
ならば、図３に示す様に、ディテクタ５と光導波基板１
を近接、或は密着させることにより、ディテクタ５は対
物レンズ８からの最大入射光線角θ0 max 迄殆ど全ての
θ0 を受光することができる。
【００４３】更に多くの連続した入射光束を得ようとす
るならば、図２に示した短冊状のディテクタ５に代え
て、図８に示す様な半円状の切欠き部１３を持つ様なデ
ィテクタ１４の形状にしてもよい。
るならば、図２に示した短冊状のディテクタ５に代え
て、図８に示す様な半円状の切欠き部１３を持つ様なデ
ィテクタ１４の形状にしてもよい。
【００４４】勿論、図２及び図８に示すディテクタ５，
１４のＹ方向の長さは、最大入射角θ0 max の入射光束
が充分に受光できるだけの大きさを有している。よって
数式３、数式５はそのまま成立し、従って前挙した数式
６も成り立つ。これは、光導波基板１の屈折率が非常に
高く、対物レンズ８からの入射光束が殆ど光導波基板１
の側面に於いて全反射することに起因する。
１４のＹ方向の長さは、最大入射角θ0 max の入射光束
が充分に受光できるだけの大きさを有している。よって
数式３、数式５はそのまま成立し、従って前挙した数式
６も成り立つ。これは、光導波基板１の屈折率が非常に
高く、対物レンズ８からの入射光束が殆ど光導波基板１
の側面に於いて全反射することに起因する。
【００４５】図３中には、光導波基板１の裏面１１での
全反射だけを図示しているが、表裏面での多重反射であ
っても構わない。従って、光導波基板１の光導波路が形
成されていない裏面１１が鏡面研磨されている場合に
は、最大射出角βmax と最大入射光線角θ0 max の対応
は図９で説明した従来例と変化はない。
全反射だけを図示しているが、表裏面での多重反射であ
っても構わない。従って、光導波基板１の光導波路が形
成されていない裏面１１が鏡面研磨されている場合に
は、最大射出角βmax と最大入射光線角θ0 max の対応
は図９で説明した従来例と変化はない。
【００４６】即ち、最大入射光線角θ0 max は対物レン
ズ８の実効開口数（ＮＡ）で決定され、従って数式３は
そのまま成立し、更に最大射出角βmax は数式８と同様
に下記数式９が成り立ち、射出角βmin 〜βmax 迄の全
光束がディテクタ５に受光される。
ズ８の実効開口数（ＮＡ）で決定され、従って数式３は
そのまま成立し、更に最大射出角βmax は数式８と同様
に下記数式９が成り立ち、射出角βmin 〜βmax 迄の全
光束がディテクタ５に受光される。
【００４７】
【数９】
【００４８】次に、光導波基板１の裏面１１が砂掛け面
（拡散面）である場合を考えてみる。
（拡散面）である場合を考えてみる。
【００４９】この場合、図４、図５を用いて説明する。
【００５０】対物レンズ８から光導波基板１に入射され
る光束の内、光導波基板１の表裏面で反射されずに直接
ディテクタ５に到達する光導波路部３からの漏出光４に
対しては、光導波基板１からの射出角βは、βmin から
β1 迄は、対物レンズ８からの入射角θ0 min からθ01
に迄、その履歴を追うことができ、一義的に決定され
る。
る光束の内、光導波基板１の表裏面で反射されずに直接
ディテクタ５に到達する光導波路部３からの漏出光４に
対しては、光導波基板１からの射出角βは、βmin から
β1 迄は、対物レンズ８からの入射角θ0 min からθ01
に迄、その履歴を追うことができ、一義的に決定され
る。
【００５１】次に、光導波基板１の裏面１１で反射した
後、ディテクタ５に入射する様な対物レンズ８からの大
きな入射角θ0 を考えてみる。
後、ディテクタ５に入射する様な対物レンズ８からの大
きな入射角θ0 を考えてみる。
【００５２】この場合、光導波基板１の裏面１１は砂掛
け面である為、裏面１１で反射した後、散乱されてしま
い、その後例えディテクタ５に到達しても、最早その履
歴は追えない。
け面である為、裏面１１で反射した後、散乱されてしま
い、その後例えディテクタ５に到達しても、最早その履
歴は追えない。
【００５３】然し乍ら、θ0 への履歴が追えない代わり
に、図５に示す様な角度依存性を持たないバイアス成分
として、ディテクタ５に影響を及ぼすと考えられる。
に、図５に示す様な角度依存性を持たないバイアス成分
として、ディテクタ５に影響を及ぼすと考えられる。
【００５４】従って、裏面１１が砂掛け面である様な光
導波基板１に対しては、数式５で表わされるディテクタ
５による受光エネルギの積分範囲の下限 cosθ0 max
は、θ0 max がθ01よりも大きい場合には適当な値で構
わない。何故ならば、光導波路断面の屈折率分布を求め
る際に必要な物理量は、ディテクタ５が受光する全光量
そのものではなく、レーザスポット位置を光導波路部３
の厚み方向、又は該光導波路部３と直交する方向に走査
して得られる光量変化だからである。即ち、光導波基板
１の裏面１１が砂掛け面である場合には、数式５は下記
数式１０と表わせる。
導波基板１に対しては、数式５で表わされるディテクタ
５による受光エネルギの積分範囲の下限 cosθ0 max
は、θ0 max がθ01よりも大きい場合には適当な値で構
わない。何故ならば、光導波路断面の屈折率分布を求め
る際に必要な物理量は、ディテクタ５が受光する全光量
そのものではなく、レーザスポット位置を光導波路部３
の厚み方向、又は該光導波路部３と直交する方向に走査
して得られる光量変化だからである。即ち、光導波基板
１の裏面１１が砂掛け面である場合には、数式５は下記
数式１０と表わせる。
【００５５】
【数１０】
【００５６】数式１０中の第２項、積分の下限値 cosθ
01も正確には光導波路部３断面の屈折率分布の変化によ
って多少影響を受けるが、図５（ｂ）からもわかる様
に、入射光線束が角度依存性による強度分布Ｉ（θ0 ）
を有している為、θ01の変化による光量の変化よりも、
θ0 min の、光導波路部３断面の屈折率分布の変化に伴
う受光光量の変化の方がより支配的である。
01も正確には光導波路部３断面の屈折率分布の変化によ
って多少影響を受けるが、図５（ｂ）からもわかる様
に、入射光線束が角度依存性による強度分布Ｉ（θ0 ）
を有している為、θ01の変化による光量の変化よりも、
θ0 min の、光導波路部３断面の屈折率分布の変化に伴
う受光光量の変化の方がより支配的である。
【００５７】図５では、Ｉ（θ0 ）の形としてランベル
ト分布を実線で描いているが、通常のレーザ光源の場合
は、Ｉ（θ0 ）は、むしろ破線の様なガウス分布とな
り、より一層θ01の光導波路部３断面の屈折率分布の変
化に伴う受光光量の変化は無視できる。
ト分布を実線で描いているが、通常のレーザ光源の場合
は、Ｉ（θ0 ）は、むしろ破線の様なガウス分布とな
り、より一層θ01の光導波路部３断面の屈折率分布の変
化に伴う受光光量の変化は無視できる。
【００５８】従って、走査による光量変化は、数式１０
の微分形で表わすことができ、下記数式１１が成り立つ
ことになる。
の微分形で表わすことができ、下記数式１１が成り立つ
ことになる。
【００５９】
【数１１】
【００６０】而して、光導波基板１の裏面１１が、研磨
面であっても砂掛け面であっても、数式５に於ける積分
の下限値は、共に従来例と同様に cosθ0 max を使用し
ても、数式６及び数式１１が成り立つことが証明され
た。勿論、数式６と数式１１に表わされる比例定数ａ，
ｂの値は、当然異なる値を持つ。
面であっても砂掛け面であっても、数式５に於ける積分
の下限値は、共に従来例と同様に cosθ0 max を使用し
ても、数式６及び数式１１が成り立つことが証明され
た。勿論、数式６と数式１１に表わされる比例定数ａ，
ｂの値は、当然異なる値を持つ。
【００６１】次に、比例定数ａ及びｂを算出し、且屈折
率分布の絶対値を求める方法を述べる。
率分布の絶対値を求める方法を述べる。
【００６２】この実施例を図６を参照にして説明する。
【００６３】図６中に示した液体１２は、光導波路基板
部２の屈折率ｎS に近い値を持ち、既知の屈折率ｎR を
有する参照溶液体であり、光導波基板１の光導波路部３
側に一滴落とす。この状態で、図６中に図示するＸ方向
にレーザスポット位置を走査すると、図７の様な光量変
化が得られる。
部２の屈折率ｎS に近い値を持ち、既知の屈折率ｎR を
有する参照溶液体であり、光導波基板１の光導波路部３
側に一滴落とす。この状態で、図６中に図示するＸ方向
にレーザスポット位置を走査すると、図７の様な光量変
化が得られる。
【００６４】ここで、屈折率ｎR とｎS の媒質を、レー
ザスポットが走査されている間にディテクタ５が感受し
た光量変化ΔＰ1 、及び数式６、或は数式１１から下記
数式１２の様に表わすことができる。
ザスポットが走査されている間にディテクタ５が感受し
た光量変化ΔＰ1 、及び数式６、或は数式１１から下記
数式１２の様に表わすことができる。
【００６５】
【数１２】
【００６６】従って、比例定数ａ、或はｂは、数式１３
の様に決定できる。
の様に決定できる。
【００６７】
【数１３】
【００６８】更に、任意の光導波路断面位置での屈折率
ｎ（ｘ）を算出するには数式１４が成り立つので、数式
１５より、光導波路部３の屈折率分布ｎ（ｒ）（Ｘ、並
びにＹ方向を総括したもの）の絶対値が求まる。
ｎ（ｘ）を算出するには数式１４が成り立つので、数式
１５より、光導波路部３の屈折率分布ｎ（ｒ）（Ｘ、並
びにＹ方向を総括したもの）の絶対値が求まる。
【００６９】
【数１４】
【００７０】
【数１５】
【００７１】但し、ｎR は図６に示す様な、光導波路基
板部２の屈折率ｎS より低いことには限定されず、高く
てもよい。唯、ｎR がｎS に近ければ近い程、前記比例
定数は精度よく決定される。
板部２の屈折率ｎS より低いことには限定されず、高く
てもよい。唯、ｎR がｎS に近ければ近い程、前記比例
定数は精度よく決定される。
【００７２】又、前記参照溶液体１２は、光導波路部３
の屈折率分布測定の際、常に使用する必要はなく、定数
の校正のときだけ用いればよい。
の屈折率分布測定の際、常に使用する必要はなく、定数
の校正のときだけ用いればよい。
【００７３】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明によれば、光
導波路部の屈折率分布を測定する場合に、光導波路部に
略等しい屈折率を有する浸漬液がなくても光導波路部の
屈折率分布の測定が可能であり、測定装置が極めて簡易
な構造となり、更に測定作業が容易になると共に、危険
性の高い浸漬液を使わないでもよいので安全性が向上す
る。
導波路部の屈折率分布を測定する場合に、光導波路部に
略等しい屈折率を有する浸漬液がなくても光導波路部の
屈折率分布の測定が可能であり、測定装置が極めて簡易
な構造となり、更に測定作業が容易になると共に、危険
性の高い浸漬液を使わないでもよいので安全性が向上す
る。
【図１】本発明の一実施例を示す基本構成図である。
【図２】該実施例に於けるディテクタの形状と配置を示
す説明図である。
す説明図である。
【図３】光導波基板の裏面が研磨面である場合の入射角
と射出角との関係を示す説明図である。
と射出角との関係を示す説明図である。
【図４】光導波基板の裏面が砂掛け面である場合の入射
角と射出角との関係を示す説明図である。
角と射出角との関係を示す説明図である。
【図５】図４の補助説明の為の、光強度分布の、入射角
θ0 、射出角βに対する角度依存性を示すグラフであ
る。
θ0 、射出角βに対する角度依存性を示すグラフであ
る。
【図６】本発明の他の実施例を示す説明図である。
【図７】図６の補助説明の為の、比例定数、及び屈折率
を算出する為の光量変化を示すグラフである。
を算出する為の光量変化を示すグラフである。
【図８】本発明の他の実施例を示す説明図である。
【図９】従来例の説明図である。
１ 光導波基板 ２ 光導波路基板部 ３ 光導波路部 ４ 漏出光 ５ ディテクタ ６ 遮光板 ７ 光導波路内からの射出光束 ８ 対物レンズ ９ 浸漬液 １０ 光導波路内からの射出光束の最大射出角光線 １１ 光導波路基板の裏面 １２ 参照溶液体 １４ ディテクタ １５ 遮光絞り
【数７】
【数８】
【数９】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
【数１３】
【数１４】
【数１５】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 信男 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社 トプコン内 (72)発明者 永野 繁憲 東京都板橋区蓮沼町75番１号 株式会社 トプコン内 (56)参考文献 特開 昭60−170739（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/02
Claims (2)
- 【請求項１】 基板部の一方の面に設けた光導波路部の
一端面上に測定用光束をスポット光として集光して入射
させる為の投影系と、前記測定用光束の内、この光導波
路部からの漏出光を受光する為の受光部とを有し、前記
一端面上のスポット光位置を変化させた際の前記受光部
に入射する光量の変化により光導波路部の断面屈折率分
布を測定する屈折率分布測定装置に於いて、前記受光部
は、光導波路部のもう一方の端面側に前記基板部を通過
した漏出光のみを受光する様に配置されたことを特徴と
する光導波路断面屈折率分布測定装置。 - 【請求項２】 受光部と基板部を密着させた請求項１の
光導波路断面屈折率分布測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20437892A JP3210429B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
| US08/085,200 US5349431A (en) | 1992-07-08 | 1993-06-30 | Apparatus for measuring cross-sectional distribution of refractive index of optical waveguide |
| DE1993628054 DE69328054T2 (de) | 1992-07-08 | 1993-07-06 | Vorrichtung zur Messung der Brechungsindexquerschnittverteilung eines optischen Wellenleiters |
| EP93305310A EP0578482B1 (en) | 1992-07-08 | 1993-07-06 | Apparatus for measuring cross-sectional distribution of refractive index of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20437892A JP3210429B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
| US08/085,200 US5349431A (en) | 1992-07-08 | 1993-06-30 | Apparatus for measuring cross-sectional distribution of refractive index of optical waveguide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0626922A JPH0626922A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3210429B2 true JP3210429B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=26514436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20437892A Expired - Fee Related JP3210429B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5349431A (ja) |
| EP (1) | EP0578482B1 (ja) |
| JP (1) | JP3210429B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114608854B (zh) * | 2022-01-24 | 2023-08-01 | 合肥通用机械研究院有限公司 | 一种基于最大通量法的液液分离设备能效检测方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4468118A (en) * | 1982-09-17 | 1984-08-28 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for determining index of refraction profiles of optical fibers |
| JP3107410B2 (ja) * | 1991-04-19 | 2000-11-06 | 株式会社トプコン | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
| JPH05322702A (ja) * | 1991-04-19 | 1993-12-07 | Topcon Corp | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP20437892A patent/JP3210429B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-06-30 US US08/085,200 patent/US5349431A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-07-06 EP EP93305310A patent/EP0578482B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5349431A (en) | 1994-09-20 |
| EP0578482B1 (en) | 2000-03-15 |
| JPH0626922A (ja) | 1994-02-04 |
| EP0578482A1 (en) | 1994-01-12 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |