JP7299584B2 - 3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ及びその製造方法、並びに特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム - Google Patents
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Description
(特許文献2)JP特許平08-511343
(特許文献3)KR公開特許2017-0138768
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
[1] 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバであって:
前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定されて、
前記光ファイバコアを覆う前記内部クラッドは、長さ方向に切開された部分を備え、前記切開された部分を通じて前記光ファイバコアの一部分を露出し、
前記切開された部分は、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の材質で満たされたことを特徴とする、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。
[2] 前記外部クラッドの内部に、前記光ファイバコアと平行に配置されたガイドコアをさらに含み、
前記ガイドコアは、前記外部クラッドとは異なる色を帯びるか、異なる屈折率を有することを特徴とする、[1]に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。
[3] 前記外部クラッドの内部に、前記光ファイバコアを覆っている前記内部クラッドが複数配置されて、
前記内部クラッドは、前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置され、また、前記内部クラッドの前記切開された部分が前記中心に背を向ける方向になるように配置されたことを特徴とする、[1]に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。
[4] 前記外部クラッドの内部に、前記光ファイバコアのいずれかに平行に配置されたガイドコアをさらに含み、
前記ガイドコアは、前記外部クラッドとは異なる色を帯びるか、異なる屈折率を有することを特徴とする、[3]に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。
[5] 前記内部クラッドの厚さは、前記光ファイバコアの直径の2倍に設定されることを特徴とする、[1]または[3]に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。
[6] 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバを製造する方法であって、
前記外部クラッドを用意することと、
前記外部クラッドに前記内部クラッドが挿入可能な挿入孔を形成することと、
前記光ファイバコアを用意することと、
前記光ファイバコアが挿入可能な内部空間を備えたチューブ状に形成された前記内部クラッドを用意すること(前記内部クラッドは、長さ方向に切開された部分が形成されている)と、
前記光ファイバコアを前記内部クラッドの前記内部空間に挿入することと、
前記内部クラッドの前記切開された部分を、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の物質で満たすことと、
前記光ファイバコアが挿入された前記内部クラッドを前記外部クラッドの前記挿入孔に挿入することとを含む、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。
[7] 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバ(前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定される)を製造する方法であって、
前記外部クラッドを用意することと、
前記外部クラッドに前記内部クラッドが挿入可能な挿入孔を形成することと、
前記光ファイバコアを用意することと、
前記光ファイバコアに前記内部クラッドを構成するための材質を部分的に被覆しながら引き抜くロッドインチューブ(Rod-in-tube)工程を利用し、前記光ファイバコアをC字状に覆うことと、
前記内部クラッドの前記切開された部分を、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の物質で満たすことと、
前記内部クラッドが被覆された前記光ファイバコアを前記外部クラッドの挿入孔に挿入することとを含む、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。
[8] 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバ(前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定される)を製造する方法であって、
前記外部クラッドを用意することと、
前記外部クラッドに前記内部クラッドが挿入可能な挿入孔を形成することと、
前記光ファイバコアを用意することと、
前記光ファイバコアの外側表面全体に、前記内部クラッドを構成するための物質を覆うことと、
前記内部クラッドの一部を前記光ファイバコアの長さ方向に沿って切開するかエッチングすることにより、前記光ファイバコアの一部を露出させることと、
前記内部クラッドで被覆された前記光ファイバコアを前記外部クラッドの挿入孔に挿入することとを含む、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。
[9] 前記外部クラッドに形成される前記挿入孔は、前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置され、前記外部クラッドの長さ方向に沿って互いに平行に形成されて、
前記内部クラッドは、前記切開された部分が前記外部クラッドの断面の中心に背を向ける方向になるように配置されることを特徴とする、[6]乃至[8]のいずれかに記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。
[10] 光ファイバコアの入力側に所定大きさのピーク及び幅を有する光信号を出力するLDと、
前記LDから出力され、前記光ファイバコアに入力される前記光信号のパワーを測定するPD1と、
前記光信号が前記光ファイバコアの任意の曲げ地点で散乱して前記入力側に戻ることにより形成された反射信号のピークを検出するTDCパートと、
前記反射信号のパワーを測定するPD2と、
前記LD、前記PD1、前記TDCパート及び前記PD2の動作を制御し、前記LDから出力した前記光信号のピークと、前記PD1で測定した前記光信号のパワーと、前記TDCパートで検出された前記反射信号のピークと、前記PD2で測定された前記反射信号のパワーとに基づき、前記光ファイバコアの前記曲げ地点及び前記曲げ地点の曲率を計算するFPGAとを含む、特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。
[11] 前記光ファイバコアは、
前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、
前記内部クラッドを覆う外部クラッドとをさらに含み、
前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定されて、
前記光ファイバコアを覆う前記内部クラッドは、一部分が長さ方向に切開され、前記光ファイバコアの一部を露出させる切開部分を備え、
前記切開部分は、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の材質で満たされるように構成されたことを特徴とする、[10]に記載の特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。
[12] 前記光ファイバコアを覆っている前記内部クラッドが前記外部クラッドの内部に複数配置され、それぞれのチャネルを構成し、それぞれの前記内部クラッドは、前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置されて、それぞれの前記内部クラッドは、前記切開部分が前記外部クラッドの前記中心に背を向けるように配置される方式で特殊光ファイバが構成されて、
前記LD、前記PD1、前記TDCパート、前記PD2及び前記FPGAは、一つの曲げ測定装置を構成し、
一つの前記曲げ測定装置は、一つの前記光ファイバコアに対応するように配置されて、 前記3次元曲線形状を測定するシステムは、各チャネル別の前記曲げ測定装置から出力する前記曲げ地点及び前記曲率を統合して3次元曲線形状を再現する統合データプロセッサをさらに含むことを特徴とする、[11]に記載の特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。
[13] 前記FPGAは、
前記LDから第1幅を有する第1パルスを出力し、
前記TDCパートを通じて前記第1パルスの反射信号を検出して、
前記反射信号に基づき、第1パルスが出力された以後に反射信号が現れる時点を含むサンプリングポイントを設定し、
前記LDから第2幅を有する第2パルスを出力して、
前記サンプリングポイントで、前記TDCパートにより前記第2パルスの反射信号のピークを検出し、前記PD2により前記第2パルスの反射信号のパワーを測定して、
前記検出されたピークにより前記光ファイバコアの曲げ地点を計算し、前記測定されたパワーにより前記曲げ地点の曲率を計算することを特徴とする、[10]に記載の特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。
[14] 前記第1パルスの幅は、前記第2パルスの幅より小さいことを特徴とする、[13]に記載の特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。
Claims (10)
- 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバであって:
前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定され、
前記光ファイバコアを覆う前記内部クラッドは、長さ方向に切開された部分を備え、前記切開された部分を通じて前記光ファイバコアの一部分を露出し、
前記切開された部分は、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の材質で満たされ、
前記外部クラッドの内部に、前記光ファイバコアを覆っている前記内部クラッドが複数配置され、
複数の前記内部クラッドは、前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置され、前記内部クラッドの前記切開された部分が前記中心に背を向ける方向になるように配置されていることを特徴とする、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。 - 前記外部クラッドの内部に、前記光ファイバコアと平行に配置されたガイドコアをさらに含み、
前記ガイドコアは、前記外部クラッドとは異なる色を帯びるか、異なる屈折率を有することを特徴とする、請求項1に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。 - 前記外部クラッドの内部に、前記光ファイバコアのいずれかに平行に配置されたガイドコアをさらに含み、
前記ガイドコアは、前記外部クラッドとは異なる色を帯びるか、異なる屈折率を有することを特徴とする、請求項1に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。 - 前記内部クラッドの厚さは、前記光ファイバコアの直径の2倍に設定されることを特徴とする、請求項1に記載の3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバ。
- 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバを製造する方法であって、
前記外部クラッドを用意することと、
前記外部クラッドに前記内部クラッドが挿入可能な複数の挿入孔を形成することと、ここで、前記外部クラッドに形成される前記挿入孔は、前記外部クラッドの長さ方向に沿って互いに平行に形成され、かつ前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置されており、
前記光ファイバコアを複数用意することと、
前記光ファイバコアが挿入可能な内部空間を備えたチューブ状に形成された前記内部クラッドを複数用意することと、ここで、前記内部クラッドのそれぞれには、長さ方向に切開された部分が形成されており、
前記光ファイバコアの1つを前記内部クラッドの1つの前記内部空間に挿入することと、
複数の前記内部クラッドのそれぞれの前記切開された部分を、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の物質で満たすことと、
複数の前記内部クラッドを、前記内部クラッドの前記切開された部分が、前記外部クラッドの断面の中心に背を向ける方向になるように、前記外部クラッドの前記挿入孔のそれぞれに挿入することと、を含む、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。 - 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバを製造する方法であって、
前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定され、
前記外部クラッドを用意することと、
前記外部クラッドに前記内部クラッドが挿入可能な複数の挿入孔を形成することと、ここで、前記外部クラッドに形成される前記挿入孔は、前記外部クラッドの長さ方向に沿って互いに平行に形成され、かつ前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置されており、
前記光ファイバコアを複数用意することと、
前記光ファイバコアのそれぞれに前記内部クラッドを構成するための材質を部分的に被覆しながら引き抜くロッドインチューブ(Rod-in-tube)工程を利用し、前記光ファイバコアをC字状に覆うことと、
複数の前記内部クラッドのそれぞれの切開された部分を、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の物質で満たすことと、
複数の前記内部クラッドを、前記内部クラッドの前記切開された部分が、前記外部クラッドの断面の中心に背を向ける方向になるように、前記外部クラッドの前記挿入孔のそれぞれに挿入することと、を含む、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。 - 光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う内部クラッドと、前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含む光ファイバを製造する方法であって、
前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定され、
前記外部クラッドを用意することと、
前記外部クラッドに前記内部クラッドが挿入可能な複数の挿入孔を形成することと、ここで、前記外部クラッドに形成される前記挿入孔は、前記外部クラッドの長さ方向に沿って互いに平行に形成され、かつ前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置されており、
前記光ファイバコアを複数用意することと、
前記光ファイバコアのそれぞれの外側表面全体に、前記内部クラッドを構成するための物質を覆うことと、
複数の前記内部クラッドのそれぞれの側面の一部を前記光ファイバコアの長さ方向に沿って切開するかエッチングすることにより、前記光ファイバコアの一部を露出させることと、
複数の前記内部クラッドを、前記内部クラッドの前記切開された部分が、前記外部クラッドの断面の中心に背を向ける方向になるように、前記外部クラッドの前記挿入孔のそれぞれに挿入することと、を含む、3次元曲線形状を測定するための特殊光ファイバの製造方法。 - 特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステムであって、
前記特殊光ファイバは、光信号を伝達する光ファイバコアと、前記光ファイバコアを覆う複数の内部クラッドと、複数の前記内部クラッドを覆う外部クラッドとを含み、
前記光ファイバコアの屈折率n1と前記内部クラッドの屈折率n2と前記外部クラッドの屈折率n3とは、n1≧n3>n2の関係で設定され、
前記光ファイバコアを覆う前記内部クラッドは、長さ方向に切開された部分を備え、前記切開された部分を通じて前記光ファイバコアの一部分を露出し、
前記切開された部分は、前記光ファイバコアまたは前記外部クラッドと同一の屈折率の材質で満たされ、
複数の前記内部クラッドは、前記外部クラッドの断面の中心の周りに等方位角を有する放射状に配置され、複数の前記内部クラッドの前記切開された部分が前記中心に背を向ける方向になるように配置されており、
前記特殊光ファイバの複数の前記内部クラッドのそれぞれは、システムのそれぞれのチャネルを構成し、
前記システムは、
前記特殊光ファイバと、
光ファイバコアの入力側に所定大きさのピーク及び幅を有する光信号を出力するLDと、
前記LDから出力され、前記光ファイバコアに入力される前記光信号のパワーを測定するPD1と、
前記光信号が前記光ファイバコアの任意の曲げ地点で散乱して前記入力側に戻ることにより形成された反射信号のピークを検出するTDCパートと、
前記反射信号のパワーを測定するPD2と、
前記LD、前記PD1、前記TDCパート及び前記PD2の動作を制御し、前記LDから出力した前記光信号のピークと、前記PD1で測定した前記光信号のパワーと、前記TDCパートで検出された前記反射信号のピークと、前記PD2で測定された前記反射信号のパワーとに基づき、前記光ファイバコアの前記曲げ地点及び前記曲げ地点の曲率を計算するFPGAと、を備える、特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。 - 前記FPGAは、
前記LDから第1幅を有する第1パルスを出力し、
前記TDCパートを通じて前記第1パルスの反射信号を検出して、
前記反射信号に基づき、第1パルスが出力された以後に反射信号が現れる時点を含むサンプリングポイントを設定し、
前記LDから第2幅を有する第2パルスを出力して、
前記サンプリングポイントで、前記TDCパートにより前記第2パルスの反射信号のピークを検出し、前記PD2により前記第2パルスの反射信号のパワーを測定して、
前記検出されたピークにより前記光ファイバコアの曲げ地点を計算し、前記測定されたパワーにより前記曲げ地点の曲率を計算することを特徴とする、請求項8に記載の特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。 - 前記第1パルスの幅は、前記第2パルスの幅より小さいことを特徴とする、請求項9に記載の特殊光ファイバを用いて3次元曲線形状を測定するシステム。
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