JPH0610606B2 - 石英系光導波路の光学的測定方法 - Google Patents
石英系光導波路の光学的測定方法Info
- Publication number
- JPH0610606B2 JPH0610606B2 JP27069685A JP27069685A JPH0610606B2 JP H0610606 B2 JPH0610606 B2 JP H0610606B2 JP 27069685 A JP27069685 A JP 27069685A JP 27069685 A JP27069685 A JP 27069685A JP H0610606 B2 JPH0610606 B2 JP H0610606B2
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- JP
- Japan
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- core
- light
- clad
- measured
- ultraviolet
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導波路の断面形状寸法ならびに厚さを光学
的に高精度に測定する方法に関するものである。
的に高精度に測定する方法に関するものである。
従来、光導波路の断面形状寸法を測定するにあたって
は、被測定光導波路の断面を研磨し、その断面を光学顕
微鏡で観察することによりコアおよびクラッド断面の形
状および寸法を測定していた。しかし、この方法では、
測定のたびに光導波路を切断する等、測定物を破壊しな
ければならず、しかもその切断面を研磨しなければなら
ないという欠点がある。
は、被測定光導波路の断面を研磨し、その断面を光学顕
微鏡で観察することによりコアおよびクラッド断面の形
状および寸法を測定していた。しかし、この方法では、
測定のたびに光導波路を切断する等、測定物を破壊しな
ければならず、しかもその切断面を研磨しなければなら
ないという欠点がある。
さらにまた、光ファイバ状の導波路の場合には、そのフ
ァイバに直角に2 つの平行光線を投射し、そのファイバ
を透過した2 光線をそれぞれ撮像管で撮像して画像処理
することによりコアおよびクラッドの寸法を測定する方
法がある。しかし、この方法は光導波路がファイバ状で
あれば適用できるが、薄膜光導波路の断面形状寸法を測
定することは困難であった。
ァイバに直角に2 つの平行光線を投射し、そのファイバ
を透過した2 光線をそれぞれ撮像管で撮像して画像処理
することによりコアおよびクラッドの寸法を測定する方
法がある。しかし、この方法は光導波路がファイバ状で
あれば適用できるが、薄膜光導波路の断面形状寸法を測
定することは困難であった。
また、透過材の断面形状寸法を非破壊で測定する方法と
して、スリット状の可視光や赤外光を被測定透過材に斜
めに入射させ、その反射光を光学系により結像する光切
断法と呼ばれる方法があるが、光導波路の場合には、コ
アおよびクラッドの屈折率差がせいぜい2%程度であり、
その屈折率差は依存する反射率が小さいことから、コア
とクラッドの境界から反射する光が弱い。すなわち、屈
折率と反射率Ｒとの関係は、特に入射角が90°のときに
は次式で与えられる。
して、スリット状の可視光や赤外光を被測定透過材に斜
めに入射させ、その反射光を光学系により結像する光切
断法と呼ばれる方法があるが、光導波路の場合には、コ
アおよびクラッドの屈折率差がせいぜい2%程度であり、
その屈折率差は依存する反射率が小さいことから、コア
とクラッドの境界から反射する光が弱い。すなわち、屈
折率と反射率Ｒとの関係は、特に入射角が90°のときに
は次式で与えられる。
但し、ｎ１およびｎ２はコアおよびクラッドの各屈折率
である。ここで、ｎ１およびｎ２が約１．５、ｎ１-ｎ
２がｎ１およびｎ２の2%とした場合、ｎ１-ｎ２＝0.03
であるから、 と反射率は非常に小さいことがわかる。したがって、こ
の方法では、判別可能な像が形成されないため、コア，
クラッドの断面形状寸法を測定することはできなかっ
た。
である。ここで、ｎ１およびｎ２が約１．５、ｎ１-ｎ
２がｎ１およびｎ２の2%とした場合、ｎ１-ｎ２＝0.03
であるから、 と反射率は非常に小さいことがわかる。したがって、こ
の方法では、判別可能な像が形成されないため、コア，
クラッドの断面形状寸法を測定することはできなかっ
た。
そこで、本発明の目的は、石英系光導波路の形状を問わ
ずにコアおよびクラッドの断面形状寸法を非破壊で光学
的に測定する方法を提供することにある。
ずにコアおよびクラッドの断面形状寸法を非破壊で光学
的に測定する方法を提供することにある。
本発明は、コアとクラッドの屈折率差が2%以下であり、
両者の境界における反射率が非常に小さい場合でも波長
の短い紫外光によりコアに含まれているGeOあるいはGeO
2を励起させ、それにより発生する紫外光の発光現象を
利用するものであり、光切断法の光源として、紫外光を
用いることにより、石英系光ファイバおよび薄膜導波路
におけるコア，クラッドの断面形状寸法を測定するよう
にしたものである。すなわち、本発明は、紫外線スリッ
ト光をクラッドとコアを含む石英系被測定光導波路の表
面の測定すべき部分に斜めに入射させ、当該被測定光導
波路のクラッドとコアとの境界からの反射光およびコア
から紫外線スリット光により励起されて発光する紫外光
を結像させ、その像から被測定光導波路のクラッドおよ
びコアの断面の幾何学的寸法を測定することを特徴とす
るものである。
両者の境界における反射率が非常に小さい場合でも波長
の短い紫外光によりコアに含まれているGeOあるいはGeO
2を励起させ、それにより発生する紫外光の発光現象を
利用するものであり、光切断法の光源として、紫外光を
用いることにより、石英系光ファイバおよび薄膜導波路
におけるコア，クラッドの断面形状寸法を測定するよう
にしたものである。すなわち、本発明は、紫外線スリッ
ト光をクラッドとコアを含む石英系被測定光導波路の表
面の測定すべき部分に斜めに入射させ、当該被測定光導
波路のクラッドとコアとの境界からの反射光およびコア
から紫外線スリット光により励起されて発光する紫外光
を結像させ、その像から被測定光導波路のクラッドおよ
びコアの断面の幾何学的寸法を測定することを特徴とす
るものである。
本発明によれば、紫外光のスリット光を斜めに投射した
ときに被測定物におけるクラッドからの反射光およびコ
アから発生する紫外光を結像させ、そのスリット像にお
けるコアおよびクラッド相当部分の距離を測定すること
により、コアおよびクラッドの厚さ等の形状寸法を測定
するので、被測定物の断面を研磨する必要がなく、非接
触かつ非破壊で光学的測定を行うことができる。
ときに被測定物におけるクラッドからの反射光およびコ
アから発生する紫外光を結像させ、そのスリット像にお
けるコアおよびクラッド相当部分の距離を測定すること
により、コアおよびクラッドの厚さ等の形状寸法を測定
するので、被測定物の断面を研磨する必要がなく、非接
触かつ非破壊で光学的測定を行うことができる。
以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明の第一の実施例を説明する図であって、
ここに、1 は被測定物としての石英系光導波路、2 は光
導波路のコア、3 はクラッド、4 は光切断された測定物
の断面像を拡大して画像として表わす光学系である。5
はモニタ用の陰極線管などのディスプレイを併設した紫
外線ビジコンやラインセンサなどの撮像装置、6 は紫外
線ビジコン5 に入射したスリット像、換言すれば陰極線
管に映出されたスリット像である。7 は波長5000Å以
下、たとえば波長2000〜4000Åの光を発生する紫外光ラ
ンプであり、その紫外光をスリット8 を介して光導波路
1 に入射させる。
ここに、1 は被測定物としての石英系光導波路、2 は光
導波路のコア、3 はクラッド、4 は光切断された測定物
の断面像を拡大して画像として表わす光学系である。5
はモニタ用の陰極線管などのディスプレイを併設した紫
外線ビジコンやラインセンサなどの撮像装置、6 は紫外
線ビジコン5 に入射したスリット像、換言すれば陰極線
管に映出されたスリット像である。7 は波長5000Å以
下、たとえば波長2000〜4000Åの光を発生する紫外光ラ
ンプであり、その紫外光をスリット8 を介して光導波路
1 に入射させる。
本発明の方法を実行するには、紫外光ランプ7 からの光
をスリット8 を通過させて得たスリット光を、石英系導
波路1 の測定すべき部分の表面に30°〜60°の角度で斜
めに入射させる。入射スリット光の約10% は導波路1 の
表面で反射し、拡大レンズ系4 で拡大されてスリット像
6 を作る。入射スリット光の残り約90% はクラッド3 に
入射し、ここで屈折する。屈折光はクラッド3 を通過
し、コア2 の表面に到達し、そこでほんのわずかの光が
反射するが、ほとんどはコア2 の部分に侵入する。この
光はコア2 に侵入すると同時にコア2 の部分で吸収さ
れ、同時に紫外光を発光する。吸収されない光はコア2
のクラッド3 とは反対側の面で反射し、クラッド3 の表
面で屈折した後に拡大レンズ系4 で拡大され、ビジコン
5 で結像する。一方、コア2 の部分で発光した紫外光
は、図中に黒く塗りつぶして示す実線のように、クラッ
ド3 を通過した後にその表面で屈折し、同様にして拡大
レンズ系4 を介して紫外線ビジゴン5 で結像される。
をスリット8 を通過させて得たスリット光を、石英系導
波路1 の測定すべき部分の表面に30°〜60°の角度で斜
めに入射させる。入射スリット光の約10% は導波路1 の
表面で反射し、拡大レンズ系4 で拡大されてスリット像
6 を作る。入射スリット光の残り約90% はクラッド3 に
入射し、ここで屈折する。屈折光はクラッド3 を通過
し、コア2 の表面に到達し、そこでほんのわずかの光が
反射するが、ほとんどはコア2 の部分に侵入する。この
光はコア2 に侵入すると同時にコア2 の部分で吸収さ
れ、同時に紫外光を発光する。吸収されない光はコア2
のクラッド3 とは反対側の面で反射し、クラッド3 の表
面で屈折した後に拡大レンズ系4 で拡大され、ビジコン
5 で結像する。一方、コア2 の部分で発光した紫外光
は、図中に黒く塗りつぶして示す実線のように、クラッ
ド3 を通過した後にその表面で屈折し、同様にして拡大
レンズ系4 を介して紫外線ビジゴン5 で結像される。
このように、ビジゴン5 には紫外線のスリット光を投射
しているので、たとえコア2 とクラッド3 との屈折率差
が小さいことに起因して界面で反射光が微弱であって
も、コア2 の部分における発光現象によりコア2 とクラ
ッド3 との境界を認知できる。
しているので、たとえコア2 とクラッド3 との屈折率差
が小さいことに起因して界面で反射光が微弱であって
も、コア2 の部分における発光現象によりコア2 とクラ
ッド3 との境界を認知できる。
第1 図においてビジコン5 上に結像された導波路の像6
のうち、6-1 はクラッド3 に、6-2 はコア2 に、6-3 は
基板表面に、それぞれ、対応する。この像で、コア2 に
対応する部分6-2 は、GeO2の発光現象により明るく観測
される。特に、紫外光の入射部にあたるコアとクラッド
の界面部分6-4 の近傍が明るく観測されるので、コア2
とクラッド3 の界面を明確に識別することができる。
のうち、6-1 はクラッド3 に、6-2 はコア2 に、6-3 は
基板表面に、それぞれ、対応する。この像で、コア2 に
対応する部分6-2 は、GeO2の発光現象により明るく観測
される。特に、紫外光の入射部にあたるコアとクラッド
の界面部分6-4 の近傍が明るく観測されるので、コア2
とクラッド3 の界面を明確に識別することができる。
従って、本発明によれば、クラッド3 およびコア2 の厚
さ等の寸法を紫外ビジコン5 に結像されたスリット像に
より測定できる。
さ等の寸法を紫外ビジコン5 に結像されたスリット像に
より測定できる。
例えば、光の入射角をθ１、クラッド3 およびコア2 の
厚さを、それぞれ、ｈ１およびｈ２、紫外ビジゴン5 に
映出されたスリット像におけるクラッド3 およびコア2
に相当する距離を、それぞれ、Ｓ１およびＳ２とする
と、 （但し、ｒは倍率、ｎ１，ｎ２は屈折率） で与えられる。従って、クラッド3 およびコア2 の厚さ
ｈ１およびｈ２は、スリット像における距離Ｓ１および
Ｓ２を求めることにより得られる。
厚さを、それぞれ、ｈ１およびｈ２、紫外ビジゴン5 に
映出されたスリット像におけるクラッド3 およびコア2
に相当する距離を、それぞれ、Ｓ１およびＳ２とする
と、 （但し、ｒは倍率、ｎ１，ｎ２は屈折率） で与えられる。従って、クラッド3 およびコア2 の厚さ
ｈ１およびｈ２は、スリット像における距離Ｓ１および
Ｓ２を求めることにより得られる。
第2 図は本発明を光ファイバのコア，クラッドの断面形
状寸法の測定に適用した例を示す。ここで、第1 図と同
様の個所には同一の符号を付すことにする。
状寸法の測定に適用した例を示す。ここで、第1 図と同
様の個所には同一の符号を付すことにする。
第2 図において、10はコア11とクラッド12とから成る石
英系光ファイバであり、この光ファイバ10を基板13上に
配置してあるものとする。本例においても、紫外光ラン
プ7 からの光をスリット8 でスリット光にしてから光フ
ァイバ10の測定対象個所に、30°〜60°の角度で斜めに
入射させる。その入射スリット光の一部分はクラッド12
の表面で反射して拡大レンズ系4 に入射するが、大部分
はクラッド12で屈折し、さらにコア11との境界でほんの
わずか反射するものの、残余の光はコア11の部分に入射
し、ここで上例と同様に吸収されて、紫外光を発光す
る。コア11において吸収されなかった光はコア11とクラ
ッド12との境界でわずか反射されるものを除き、クラッ
ド12に入ってここ屈折され、さらに基板13の表面で反射
され、再びクラッド12とコア11とを経て屈折されてから
拡大レンズ系4 に入射する。コア11において発光した紫
外光はクラッド12を経てその表面で屈折してから拡大レ
ンズ系4 に入射する。
英系光ファイバであり、この光ファイバ10を基板13上に
配置してあるものとする。本例においても、紫外光ラン
プ7 からの光をスリット8 でスリット光にしてから光フ
ァイバ10の測定対象個所に、30°〜60°の角度で斜めに
入射させる。その入射スリット光の一部分はクラッド12
の表面で反射して拡大レンズ系4 に入射するが、大部分
はクラッド12で屈折し、さらにコア11との境界でほんの
わずか反射するものの、残余の光はコア11の部分に入射
し、ここで上例と同様に吸収されて、紫外光を発光す
る。コア11において吸収されなかった光はコア11とクラ
ッド12との境界でわずか反射されるものを除き、クラッ
ド12に入ってここ屈折され、さらに基板13の表面で反射
され、再びクラッド12とコア11とを経て屈折されてから
拡大レンズ系4 に入射する。コア11において発光した紫
外光はクラッド12を経てその表面で屈折してから拡大レ
ンズ系4 に入射する。
このようにして拡大レンズ系4 に入射した光は紫外線ビ
ジコン5 によって結像され、スリット像16が形成され
る。このスリット像16のうち、16-1はクラッド12に対応
する部分、16-2はコア11に対応する部分を示している。
このスリット像16に基いて、コア11およびクラッド12の
径を求めることができる。
ジコン5 によって結像され、スリット像16が形成され
る。このスリット像16のうち、16-1はクラッド12に対応
する部分、16-2はコア11に対応する部分を示している。
このスリット像16に基いて、コア11およびクラッド12の
径を求めることができる。
なお、本例においては基板13を設けなくともよく、その
場合には、クラッド12から出射した光はそのまま直進
し、拡大レンズ系には入射しない。
場合には、クラッド12から出射した光はそのまま直進
し、拡大レンズ系には入射しない。
以上説明したように、本発明によれば、紫外光のスリッ
ト光を斜めに投射したときに被測定物におけるクラッド
からの反射光およびコアから発生する紫外光を結像さ
せ、そのスリット像におけるコアおよびクラッド相当部
分の距離を測定することにより、コアおよびクラッドの
厚さ等の形状寸法を測定するので、被測定物の断面を研
磨する必要がなく、非接触かつ非破壊で光学的測定を行
うことができるという利点がある。
ト光を斜めに投射したときに被測定物におけるクラッド
からの反射光およびコアから発生する紫外光を結像さ
せ、そのスリット像におけるコアおよびクラッド相当部
分の距離を測定することにより、コアおよびクラッドの
厚さ等の形状寸法を測定するので、被測定物の断面を研
磨する必要がなく、非接触かつ非破壊で光学的測定を行
うことができるという利点がある。
第1 図および第2 図は本発明の2 実施例を示す模式図で
ある。 1 ……被測定物の光導波路、 2 ……光導波路のコア、 3 ……光導波路のクラッド、 4 ……拡大レンズ系、 5 ……紫外線ビジコン、 6 ……スリット像、 7 ……紫外線光ランプ、 8 ……スリット、 10……被測定物の光ファイバ、 11……光ファイバのコア、 12……光ファイバのクラッド、 13……基板、 16……スリット像。
ある。 1 ……被測定物の光導波路、 2 ……光導波路のコア、 3 ……光導波路のクラッド、 4 ……拡大レンズ系、 5 ……紫外線ビジコン、 6 ……スリット像、 7 ……紫外線光ランプ、 8 ……スリット、 10……被測定物の光ファイバ、 11……光ファイバのコア、 12……光ファイバのクラッド、 13……基板、 16……スリット像。
Claims (1)
- 【請求項１】紫外線スリット光をクラッドとコアを含む
石英系被測定光導波路の表面の測定すべき部分に斜めに
入射させ、当該被測定光導波路の前記クラッドと前記コ
アとの境界からの反射光および前記コアから前記紫外線
スリット光により励起されて発光する紫外光を結像さ
せ、その像から前記被測定光導波路の前記クラッドおよ
び前記コアの断面の幾何学的寸法を測定することを特徴
とする石英系光導波路の光学的測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27069685A JPH0610606B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 石英系光導波路の光学的測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27069685A JPH0610606B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 石英系光導波路の光学的測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62130306A JPS62130306A (ja) | 1987-06-12 |
| JPH0610606B2 true JPH0610606B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17489683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27069685A Expired - Lifetime JPH0610606B2 (ja) | 1985-12-03 | 1985-12-03 | 石英系光導波路の光学的測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610606B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3878165B2 (ja) * | 2003-11-05 | 2007-02-07 | シーケーディ株式会社 | 三次元計測装置 |
| JP7385157B2 (ja) * | 2020-04-21 | 2023-11-22 | 日本電信電話株式会社 | 光回路評価装置、光回路評価方法及びプログラム |
-
1985
- 1985-12-03 JP JP27069685A patent/JPH0610606B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62130306A (ja) | 1987-06-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |