JPH05322702A - 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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- JPH05322702A JPH05322702A JP3115482A JP11548291A JPH05322702A JP H05322702 A JPH05322702 A JP H05322702A JP 3115482 A JP3115482 A JP 3115482A JP 11548291 A JP11548291 A JP 11548291A JP H05322702 A JPH05322702 A JP H05322702A
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- Japan
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- optical waveguide
- light
- refractive index
- light receiving
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】Ｒｅｆｒａｃｔｅｄ Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ法
による光導波路の断面屈折率分布測定に於いて、投影光
を有効に利用すると共に投影系の構成を複雑にすること
なく、最大入射角を大きくする。 【構成】基板部の１方の面に設けた光導波路部に１端面
より測定用光束を入射させる為の投影系と、前記測定用
光束の内、この光導波路部より漏出した光束を受光する
為の受光部とを有し、前記受光部に入射する光量の変化
より光導波路の断面屈折率分布を測定するＲＮＦ法の屈
折率分布測定装置に於いて、前記投影系光軸を前記光導
波路部の端面に対して傾斜させ、投影光を有効に利用で
きる様にすると共に投影系の構成を複雑にすることなく
最大入射角を大きくすることを可能とする。
による光導波路の断面屈折率分布測定に於いて、投影光
を有効に利用すると共に投影系の構成を複雑にすること
なく、最大入射角を大きくする。 【構成】基板部の１方の面に設けた光導波路部に１端面
より測定用光束を入射させる為の投影系と、前記測定用
光束の内、この光導波路部より漏出した光束を受光する
為の受光部とを有し、前記受光部に入射する光量の変化
より光導波路の断面屈折率分布を測定するＲＮＦ法の屈
折率分布測定装置に於いて、前記投影系光軸を前記光導
波路部の端面に対して傾斜させ、投影光を有効に利用で
きる様にすると共に投影系の構成を複雑にすることなく
最大入射角を大きくすることを可能とする。
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２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２に於いて説明すると、光導波路部
３の側方に該光導波路部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。この受光量は、漏出光の最外側
の受光点に対応する入射角をθmax 、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θmin とする
と、下記数式２で表わされる。
３の側方に該光導波路部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。この受光量は、漏出光の最外側
の受光点に対応する入射角をθmax 、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θmin 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（θ）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の受光面は充分大きくなることで、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θ0
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。
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の受光面は充分大きくなることで、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θ0
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（θ）
が、ランベルト分布［Ｉ（θ）＝Ｉ0cos θ］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（θ）＝Ｉ0cos θ］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（θ）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（ｔ）を求めることができる。
が、この場合入射光強度分布Ｉ（θ）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（ｔ）を求めることができる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】上述したＲＮＦ法によ
る光導波路の断面屈折率分布状態の測定では、投影光の
１部、精々半分が測定に利用されるだけである（図２参
照）。又、光導波路内面で全反射し始める最少入射角度
をθc 、光導波路の屈折率をｎ（ｒ）とすると、数式７
で表わされる。
る光導波路の断面屈折率分布状態の測定では、投影光の
１部、精々半分が測定に利用されるだけである（図２参
照）。又、光導波路内面で全反射し始める最少入射角度
をθc 、光導波路の屈折率をｎ（ｒ）とすると、数式７
で表わされる。
【００２４】
【数７】
【００２５】この場合、ｎ（ｒ）＝２．２とするとθc
＝３４．６°となり、ｎ（ｒ）が高いほどθc は大きく
なる。この様に屈折率の高い光導波路内面で全反射させ
ずに光を漏出させる為には、θc より大きな入射角度で
光を入射させる必要がある。その為、光導波路部３から
の漏出光を効果的に得る為には、入射角θが大きい方が
よいが、レンズ開口比を大きくして入射角θを大きくし
ようとすると収差も大きくなり、組合わせレンズが必要
となる等、装置が複雑で高価なものとなる。
＝３４．６°となり、ｎ（ｒ）が高いほどθc は大きく
なる。この様に屈折率の高い光導波路内面で全反射させ
ずに光を漏出させる為には、θc より大きな入射角度で
光を入射させる必要がある。その為、光導波路部３から
の漏出光を効果的に得る為には、入射角θが大きい方が
よいが、レンズ開口比を大きくして入射角θを大きくし
ようとすると収差も大きくなり、組合わせレンズが必要
となる等、装置が複雑で高価なものとなる。
【００２６】本発明は斯かる実情を鑑み、投影光を有効
に利用し、而も入射角θを大きくし得る光導波路断面の
屈折率分布測定装置を提供しようとするものである。
に利用し、而も入射角θを大きくし得る光導波路断面の
屈折率分布測定装置を提供しようとするものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板部の１方
の面に設けた光導波路部に１端面より測定用光束を入射
させる為の投影系と、前記測定用光束の内、この光導波
路部より漏出した光束を受光する為の受光部とを有し、
前記受光部に入射する光量の変化より光導波路の断面屈
折率分布を測定するＲＮＦ法の屈折率分布測定装置に於
いて、前記投影系光軸を前記光導波路部の端面に対して
傾斜させ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に１端面より測定用光束を入射
させる為の投影系と、前記測定用光束の内、この光導波
路部より漏出した光束を受光する為の受光部とを有し、
前記受光部に入射する光量の変化より光導波路の断面屈
折率分布を測定するＲＮＦ法の屈折率分布測定装置に於
いて、前記投影系光軸を前記光導波路部の端面に対して
傾斜させたことを特徴とするものである。
【００２８】
【作用】投影系の光軸を傾斜させることで、最大入射角
を大きくすることができ、更に投影光を有効に測定に利
用することができる。
を大きくすることができ、更に投影光を有効に測定に利
用することができる。
【００２９】
【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。
【００３０】尚、図１中、図２中と同一ものには同符号
を付し、その説明を省略する。
を付し、その説明を省略する。
【００３１】投影系１２の光軸１３を光導波基板１の端
面に対し、反光導波路部３側へ傾斜させる。従って、最
大入射角θmax は従来のθmax に対し、光軸１３の傾斜
角が加算されたものとなる。又、受光部即ち、ディテク
タ５の少なくとも受光面は、漏出光束４の外側に対して
は充分に広く、且中心側については受光面の端縁７が漏
出光束内で途切れ、漏出光束４の光導波路部側の１部を
受光しない様にする。前記ディテクタ５の受光面の端縁
７を通過する漏出光の射出角βが数式４のβmin と一致
する。
面に対し、反光導波路部３側へ傾斜させる。従って、最
大入射角θmax は従来のθmax に対し、光軸１３の傾斜
角が加算されたものとなる。又、受光部即ち、ディテク
タ５の少なくとも受光面は、漏出光束４の外側に対して
は充分に広く、且中心側については受光面の端縁７が漏
出光束内で途切れ、漏出光束４の光導波路部側の１部を
受光しない様にする。前記ディテクタ５の受光面の端縁
７を通過する漏出光の射出角βが数式４のβmin と一致
する。
【００３２】而して、数式５、数式６により屈折率分布
が求められる。
が求められる。
【００３３】尚、ディテクタ５の形状は、種々考えられ
るが、充分に広い平板状のものであってもよく、或は短
冊状のものであってもよい。
るが、充分に広い平板状のものであってもよく、或は短
冊状のものであってもよい。
【００３４】上述の如く構成すると、投影光の大部分が
光導波路部３より漏出するので、投影光を有効に利用す
ることができ、更に、対物レンズ開口数が小さくても最
大入射角θmax を大きくして受光光量の増加が望める
し、ひいては計測時のＳ／Ｎ比の向上につながる。
光導波路部３より漏出するので、投影光を有効に利用す
ることができ、更に、対物レンズ開口数が小さくても最
大入射角θmax を大きくして受光光量の増加が望める
し、ひいては計測時のＳ／Ｎ比の向上につながる。
【００３５】尚、本発明に於いて、投影系１２の光軸の
傾斜角度は任意に選択することができる。
傾斜角度は任意に選択することができる。
【００３６】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、投影光
を有効に利用することができ、且対物レンズの開口数が
小さくても最大入射角を大きくとることができるので、
受光光量が増大し、測定時のＳ／Ｎ比を大きくし得、精
度の向上が図れる。
を有効に利用することができ、且対物レンズの開口数が
小さくても最大入射角を大きくとることができるので、
受光光量が増大し、測定時のＳ／Ｎ比を大きくし得、精
度の向上が図れる。
【図１】本発明の一実施例を示す基本構成図である。
【図２】従来例の説明図である。
１ 光導波基板 ２ 基板部 ３ 光導波路部 ４ 漏出光 １２ 投影系 １３ 光軸
Claims (1)
- 【請求項１】 基板部の１方の面に設けた光導波路部に
１端面より測定用光束を入射させる為の投影系と、前記
測定用光束の内、この光導波路部より漏出した光束を受
光する為の受光部とを有し、前記受光部に入射する光量
の変化より光導波路の断面屈折率分布を測定するＲＮＦ
法の屈折率分布測定装置に於いて、前記投影系の光軸を
前記光導波路部の端面に対して傾斜させたことを特徴と
する光導波路断面屈折率分布測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115482A JPH05322702A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
| US07/864,555 US5278628A (en) | 1991-04-19 | 1992-04-07 | Apparatus for measuring cross-sectional distribution of refractive index of optical waveguide by RNF method |
| EP19920303544 EP0509848A3 (en) | 1991-04-19 | 1992-04-21 | Measuring the cross-sectional distribution of the refractive index of an optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3115482A JPH05322702A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05322702A true JPH05322702A (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=14663614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3115482A Pending JPH05322702A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5278628A (ja) |
| EP (1) | EP0509848A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05322702A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3210429B2 (ja) * | 1992-07-08 | 2001-09-17 | 株式会社トプコン | 光導波路断面屈折率分布測定装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2116708B (en) * | 1982-03-18 | 1985-09-18 | Nat Res Dev | Method of and apparatus for determining the radial refractive index profile of an optical specimen |
| US4468118A (en) * | 1982-09-17 | 1984-08-28 | At&T Technologies, Inc. | Method and apparatus for determining index of refraction profiles of optical fibers |
| SU1293583A1 (ru) * | 1985-05-06 | 1987-02-28 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Устройство дл измерени распределени показател преломлени по сечению сердечника двухслойного световода |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3115482A patent/JPH05322702A/ja active Pending
-
1992
- 1992-04-07 US US07/864,555 patent/US5278628A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-21 EP EP19920303544 patent/EP0509848A3/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0509848A3 (en) | 1993-07-28 |
| US5278628A (en) | 1994-01-11 |
| EP0509848A2 (en) | 1992-10-21 |
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