JPH0560653A - 屈折率分布測定方法及び装置 - Google Patents

屈折率分布測定方法及び装置

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JPH0560653A
JPH0560653A JP22313291A JP22313291A JPH0560653A JP H0560653 A JPH0560653 A JP H0560653A JP 22313291 A JP22313291 A JP 22313291A JP 22313291 A JP22313291 A JP 22313291A JP H0560653 A JPH0560653 A JP H0560653A
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JP
Japan
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dimensional sensor
transmitted light
refractive index
index distribution
dimensional
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Withdrawn
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JP22313291A
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English (en)
Inventor
Susumu Inoue
享 井上
Yasuji Hattori
保次 服部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 脈理を有する光ファイバ母材の屈折率分布を
高分解能で迅速に測定する。 【構成】 屈折率分布を測定する光ファイバ母材13の
一横断面を含む面に沿って設けられた第1の一次元セン
サ19の両側に第2の一次元センサ20a,20bを設
け、通常状態には第1の一次元センサ19で検知された
透過光の位置情報より該透過光の屈折角を測定し、この
第1の一次元センサ19に検知される透過光のピーク値
が基準値より低くなった場合には第2の一次元センサ2
0a,20bで検知された位置情報により上記透過光の
屈折角を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円柱状透明体の一横断
面の内部屈折率分布を求めるに際し、該円柱状透明体を
側面からのレーザ収束光により走査してその透明光の屈
折角を測定する屈折率分布測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】屈折率が変化している媒質中を光線が進
むとき、この光線は媒質中の各点でnsin θ=一定(ス
ネルの法則;nは媒質の屈折率、θは光線の進行方向を
示す角度)が成り立つように屈折される。したがって、
被検体に種々の光線を入射し、その各々の入射点(初期
条件)に対する屈折率を求め、これらを用いて積分計算
を行うことにより、上記被検体内部の屈折率分布を求め
ることができる。このような技術は主として光ファイバ
母材の屈折率分布を測定する手段として用いられてい
る。すなわち、光ファイバ母材を側面からレーザ収束光
により走査し、各入射点に対する透過光の屈折角を測定
することにより、該光ファイバ母材の内部屈折率分布を
求めている。
【0003】ここで、屈折角を求める一例を図4を参照
しながら説明する。同図に示すように、He−Neレー
ザ1はそのレーザ光が集光レンズ2により集光されて被
検体である光ファイバ母材3を走査するように設けられ
ている。光ファイバ母材3は図4に示すようにクラッド
部3aとコア部3bとから構成されているが、通常、屈
折角の測定精度を向上させる目的から屈折率がクラッド
部3aとほぼ等しいマッチングオイル4を充填したマッ
チングセル5内に保持されている。このマッチングセル
5はステージ6上に載置されており、このステージ6を
コントローラ7を介して紙面に平行な方向へ移動するこ
とにより、ビームの走査が行われている。光ファイバ母
材3を通過した屈折光はレンズ8を介してラインセンサ
(一次元センサ)9に入射する。ここで、ラインセンサ
9はレンズ8から焦点距離fだけ離れて配置されてお
り、屈折光の屈折角φはラインセンサ9上の位置情報と
等価となる。このラインセンサ9からの位置情報はCP
U10にとりこまれるようになっており、このCPU1
0では、屈折光の位置情報とコントローラ7からのステ
ージ6の位置情報とにより屈折率分布を求めている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
VAD法によって製作した光ファイバ母材には、ガラス
の成長に伴なって形成される屈折率のゆらぎ(脈理)が
あり、この脈理が原因で走査ビームが回折により光ファ
イバ母材3の軸方向に分散され、ラインセンサ9上に屈
折光が入射せずに屈折角が測定できないという問題があ
る。
【0005】かかる問題を解決するものとして、脈理に
より分散した屈折光を二次元撮像素子で受光し、二次元
解析により真の位置情報を知る方法が提案されている。
しかし、二次元センサでは、水平画素数が最大でも10
00画素以内と分解能が劣り、また、二次元的に処理す
るので処理時間が長いという問題がある。
【0006】本発明はこのような事情に鑑み、脈理を有
する光ファイバ母材の屈折率分布を高分解能で迅速に測
定できる屈折率分布測定方法及び装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る屈折率分布測定方法は、円柱状透明体の一横断
面の内部屈折率分布を求めるに際して該円柱状透明体を
側面からレーザ収束光により走査してその透過光の屈折
角を測定する屈折率分布測定方法において、通常状態に
は上記一横断面を含む面に沿って設けられた一次元セン
サで検知された透過光の位置情報より該透過光の屈折角
を測定する一方、上記一次元センサに検知される透過光
のピーク値が基準値より低くなった場合には該一次元セ
ンサに直交する方向両側に設けられた他の一次元センサ
又は二次元センサで検知された位置情報により上記透過
光の屈折角を求めることを特徴とし、また、本発明に係
る屈折率分布測定装置は、円柱状透明体を側面からレー
ザ収束光により走査してその透過光の屈折角を測定する
ことにより該円柱状透明体の一横断面の内部屈折率分布
を求める屈折率分布測定装置において、上記透過光の受
光センサとして、上記一横断面を含む面に沿って設けら
れた一次元センサと、該一次元センサに直交する方向両
側に設けられた他の一次元センサ又は二次元センサとを
有し、上記一次元センサで検知する透過光のピーク値が
基準値より大きいときは該ピーク値に基づく位置情報よ
り透過光の屈折角を求める一方、該一次元センサで検知
する透過光のピーク値が基準値以下のときは上記他の一
次元センサ又は二次元センサからの位置情報より透過光
の屈折角を求める制御手段を具備することを特徴とす
る。
【0008】
【作用】通常状態においては、走査されたレーザ光の透
過光は一次元センサに入射し、そのピーク値の位置より
透過光の屈折角を求める。一方、円柱状透明体が脈理を
有する光ファイバ母材等でレーザ光の透過光が回折によ
り分散され、一次元センサに入射する透過光が減少して
ピーク値が認識できる最低値より低下した場合には、該
一次元センサの両側の他の一次元センサ又は二次元セン
サのピーク値の位置情報から透過光の屈折角を求める。
そして、これらの屈折角とレーザ光の走査位置情報より
屈折率分布を求める。
【0009】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【0010】図1には一実施例に係る屈折率分布測定装
置の概略構成を示す。同図に示すように、He−Neレ
ーザ11は集光レンズ12により集光されて被検体であ
る光ファイバ母材13を走査するように設けられ、光フ
ァイバ母材13はマッチングオイル14を充填したマッ
チングセル15内に保持されており、マッチングセル1
5はステージ16上に載置されてコントローラ17を介
して紙面に平行な方向へ移動することによりビームの走
査が行われるようになっている。光ファイバ母材13の
集光レンズ12とは反対側には透過光を集光するレンズ
18が設けられており、このレンズ18と焦点距離だけ
離れた位置には、上記ビームの走査方向に延びる第1の
一次元センサ19が設けられている。また、この一次元
センサ19の両側には複数本の第2の一次元センサ20
a,20b(図示は2本とする)が設けられている。そ
して、これらの第1の一次元センサ19及び第2の一次
元センサ20a,20bのデータは制御手段としてのC
PU21に送られるようになっており、CPU21は第
1の一次元センサ19又は第2の一次元センサ20a,
20bの位置情報とコントローラ17の走査位置情報と
から屈折率分布を求める。
【0011】本実施例の装置を用いて屈折率分布を測定
するにはコントローラ17によりステージ16を移動し
てレーザ11のビームを走査しながら、第1の一次元セ
ンサ19及び第2の一次元センサ20a,20bの出力
をCPU21により処理する。
【0012】ここで、CPU21における制御をそのフ
ローチャートを示す図2を参照しながら説明する。同図
に示すように、S1のステップで第1の一次元センサ1
9よりデータを入力し、S2のステップで光強度のピー
ク位置及びピーク値を求める。次に、S3のステップで
ピーク値が基準値が大きいかどうかを判断する。ここ
で、基準値は屈折光の入射位置を測定するためのしきい
値とし、ピーク値が基準値より大きい場合にはS4のス
テップへいく。S4のステップでは、第1の一次元セン
サ19上の光強度ピーク位置をメモリに登録する。その
後、S5のステップで次の測定点に移動する指令を出
し、S1のステップへ戻り、次の測定点での測定を行
う。一方、S3のステップでピーク値が基準値以下と判
断した場合には、S6のステップへいき、第2の一次元
センサ20a,20bよりデータを入力する。次に、第
2の一次元センサ20a,20b上での光強度ピーク位
置を求め、これをS8のステップで解析して第1の一次
元センサ19上での光強度ピーク位置を推定する。この
データはS4のステップで第1の一次元センサ19上の
光強度ピーク位置をメモリに登録する。このようにして
求めた各測定点毎の光強度ピーク位置に基づいて光ファ
イバ母材13の一横断面の屈折率分布を求める。
【0013】以上説明したように、第1の一次元センサ
19に充分な光量が得られる場合には第1の一次元セン
サ19の光強度ピーク位置を測定し、光ファイバ母材1
3の脈理などにより光が分散して第1の一次元センサ1
9で充分な光量が得られない場合には第2の一次元セン
サ20a,20bの光強度ピーク位置を測定すると共に
そのデータを解析することにより第1の一次元センサ1
9上のピーク位置を推定するようにするので、測定及び
処理に時間があまりかからず、高分解能で測定すること
ができる。
【0014】なお、第2の一次元センサ20a,20b
としてはそれぞれ複数本ずつ設けてもよいし、第2の一
次元センサ20a,20bの代りに第1の一次元センサ
19の両側に広がる二次元センサを設けてもよい。さら
に、図3に示すように、レンズ18と一次元センサ19
との間にビームスプリッタ22を設けて該ビームスプリ
ッタ22で分光した光を二次元センサ23に導くように
してもよい。この場合、一次元センサ19で検知する透
過光のピーク値が基準値以下のときは二次元センサ23
からの情報を用いて一次元センサ19上でのピーク位置
を推定し、屈折角を測定する。また、上記実施例では光
ファイバ母材13をステージ16により移動してビーム
を走査しているが、逆に光学系を移動するようにしても
よいことは言うまでもない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
通常は第1の一次元センサを用い、光ファイバ母材の脈
理等で第1の一次元ラインセンサが充分な光量を得られ
ない場合のみ他の一次元センサ又は二次元センサを使用
するので、処理が迅速で且つ高分解能で測定することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例に係る屈折率分布測定装置を示す構成
図である。
【図2】図1の屈折率分布測定装置の制御の一例を示す
フローチャートである。
【図3】他の実施例を示す構成図である。
【図4】従来技術に係る屈折率分布測定装置を示す構成
図である。
【符号の説明】 11 He−Neレーザ 12 集光レンズ 13 光ファイバ母材 14 マッチングオイル 15 マッチングセル 16 ステージ 17 コントローラ 18 レンズ 19 第1の一次元センサ 20a,20b 第2の一次元センサ 21 CPU

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円柱状透明体の一横断面の内部屈折率分
    布を求めるに際して該円柱状透明体を側面からレーザ収
    束光により走査してその透過光の屈折角を測定する屈折
    率分布測定方法において、通常状態には上記一横断面を
    含む面に沿って設けられた一次元センサで検知された透
    過光の位置情報より該透過光の屈折角を測定する一方、
    上記一次元センサに検知される透過光のピーク値が基準
    値より低くなった場合には該一次元センサに直交する方
    向両側に設けられた他の一次元センサ又は二次元センサ
    で検知された位置情報により上記透過光の屈折角を求め
    ることを特徴とする屈折率分布測定方法。
  2. 【請求項2】 円柱状透明体を側面からレーザ収束光に
    より走査してその透過光の屈折角を測定することにより
    該円柱状透明体の一横断面の内部屈折率分布を求める屈
    折率分布測定装置において、上記透過光の受光センサと
    して、上記一横断面を含む面に沿って設けられた一次元
    センサと、該一次元センサに直交する方向両側に設けら
    れた他の一次元センサ又は二次元センサとを有し、上記
    一次元センサで検知する透過光のピーク値が基準値より
    大きいときは該ピーク値に基づく位置情報より透過光の
    屈折角を求める一方、該一次元センサで検知する透過光
    のピーク値が基準値以下のときは上記他の一次元センサ
    又は二次元センサからの位置情報より透過光の屈折角を
    求める制御手段を具備することを特徴とする屈折率分布
    測定装置。
JP22313291A 1991-09-03 1991-09-03 屈折率分布測定方法及び装置 Withdrawn JPH0560653A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0666471A2 (en) * 1994-02-07 1995-08-09 Corning Incorporated Method and apparatus for analyzing optical waveguide cane

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Effective date: 19981203