JPH0663970B2 - 反射形異方性媒質の屈折率測定方法およびその装置 - Google Patents
反射形異方性媒質の屈折率測定方法およびその装置Info
- Publication number
- JPH0663970B2 JPH0663970B2 JP19338585A JP19338585A JPH0663970B2 JP H0663970 B2 JPH0663970 B2 JP H0663970B2 JP 19338585 A JP19338585 A JP 19338585A JP 19338585 A JP19338585 A JP 19338585A JP H0663970 B2 JPH0663970 B2 JP H0663970B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は媒質に光を当て、反射光の強度を測定して媒質
の屈折率を測定する方法およびその装置に関するもので
ある。
の屈折率を測定する方法およびその装置に関するもので
ある。
「従来の技術」 第４図は従来の反射形屈折率測定装置の原理を示したも
のである。１は直線偏光を出力する光源であり、該光源
１からの光２はまず方向性光結合素子３に導びかれる。
方向性光結合素子３の主軸は光源１の偏光軸に一致する
よう固定されているため、光源からの光２は低損失で通
過する。その後、１／４波長板４を通過し、レンズ６で
被測定媒質７に照射される。ここで、１／４波長板の主
軸は光源の偏光軸に対して45度傾いているために、１／
４波長板４を通過した光５は円偏光となる。この様子を
第５図にペクトルで示す。第５図のベクトル番号は、第
４図の光の各々の番号に対応する。また光源から媒質に
向かう光は実線で、反射光は破線で示す。第５図におい
て、X,Y軸は、方向性結合素子３の主軸であり、x,yは１
／４波長板４の主軸である。従つて、媒質７で反射して
来る光８も第５図に示すような円偏光となる。そして、
再び１／４波長板４を通過する時、反射光８はＸ軸に平
行な直線偏光９に変わる。入射光に対して垂直な直線偏
光となった反射光９は方向性光結合素子３で分離され、
光検出器10で測定される。
のである。１は直線偏光を出力する光源であり、該光源
１からの光２はまず方向性光結合素子３に導びかれる。
方向性光結合素子３の主軸は光源１の偏光軸に一致する
よう固定されているため、光源からの光２は低損失で通
過する。その後、１／４波長板４を通過し、レンズ６で
被測定媒質７に照射される。ここで、１／４波長板の主
軸は光源の偏光軸に対して45度傾いているために、１／
４波長板４を通過した光５は円偏光となる。この様子を
第５図にペクトルで示す。第５図のベクトル番号は、第
４図の光の各々の番号に対応する。また光源から媒質に
向かう光は実線で、反射光は破線で示す。第５図におい
て、X,Y軸は、方向性結合素子３の主軸であり、x,yは１
／４波長板４の主軸である。従つて、媒質７で反射して
来る光８も第５図に示すような円偏光となる。そして、
再び１／４波長板４を通過する時、反射光８はＸ軸に平
行な直線偏光９に変わる。入射光に対して垂直な直線偏
光となった反射光９は方向性光結合素子３で分離され、
光検出器10で測定される。
「発明が解決しようとする問題点」 以上の説明でも明らかなように、従来方法では、被測定
媒質７に対し、円偏光で照射し、測定していたために、
照射光の偏光方向に対して屈折率が異なるような、異方
性媒質の綿密な測定ができなかつた。従つて異方性媒質
の屈折率測定は主として、透過形の測定が行なわれ、測
定試料を透過に適した状態に加工しなければならない欠
点を有していた。
媒質７に対し、円偏光で照射し、測定していたために、
照射光の偏光方向に対して屈折率が異なるような、異方
性媒質の綿密な測定ができなかつた。従つて異方性媒質
の屈折率測定は主として、透過形の測定が行なわれ、測
定試料を透過に適した状態に加工しなければならない欠
点を有していた。
本発明は異方性媒質の屈折率を反射法によつて測定する
ために、光の照射状態および反射光検出のための偏光軸
制御の問題を解決したもので、その目的は被測定媒質中
に応力が不均一に加わつたもの、または光透過方式用に
加工できない媒質、あるいは加工すると屈折率が変化す
る媒質等の測定に実して好適な方法およびその装置を提
供することにある。
ために、光の照射状態および反射光検出のための偏光軸
制御の問題を解決したもので、その目的は被測定媒質中
に応力が不均一に加わつたもの、または光透過方式用に
加工できない媒質、あるいは加工すると屈折率が変化す
る媒質等の測定に実して好適な方法およびその装置を提
供することにある。
「問題点を解決するための手段」 本発明の方法は、直線偏光を被測定媒質に照射し、偏光
軸方向の屈折率に応じた反射光の強度から異方性媒質表
面の屈折率分布を測定するものであり、また反射光の検
出においては反射光が方向性光結合素子に到達する前
に、偏光軸を照射光の軸に対して垂直になるように回転
し、効率良く、反射強度を測定することを特徴としてお
り、円偏光を被測定媒質に照射し、全てを等方性媒質と
みなして屈折率を測定する従来技術とは基本的に異なる
ものである。
軸方向の屈折率に応じた反射光の強度から異方性媒質表
面の屈折率分布を測定するものであり、また反射光の検
出においては反射光が方向性光結合素子に到達する前
に、偏光軸を照射光の軸に対して垂直になるように回転
し、効率良く、反射強度を測定することを特徴としてお
り、円偏光を被測定媒質に照射し、全てを等方性媒質と
みなして屈折率を測定する従来技術とは基本的に異なる
ものである。
本発明の装置は、媒質に光を当て、反射光の強度を測定
して媒質の屈折率を測定する装置において、直線偏光を
出力可能な光源と、この光源からの直線偏光を通過させ
て出射する方向性光結合素子と、この方向性光結合素子
を通過した直線偏光の偏光角を45度回転させて照射光と
して射出するファラデー回転素子と、このファラデー回
転素子からの照射光を媒質に集光照射するとともに媒質
からの反射光を前記ファラデー回転素子に戻す光学レン
ズと、光検出器とを具備してなり、前記ファラデー回転
素子に、光学レンズから戻される反射光の偏光角を45度
回転させて方向性光結合素子に戻す機能を具備させ、前
記方向性結合素子に、ファラデー回転素子から戻された
反射光のうち、前記光源の偏光軸と直角な偏光成分を分
離し、前記光検出器に導く機能を具備させてなるもので
ある。
して媒質の屈折率を測定する装置において、直線偏光を
出力可能な光源と、この光源からの直線偏光を通過させ
て出射する方向性光結合素子と、この方向性光結合素子
を通過した直線偏光の偏光角を45度回転させて照射光と
して射出するファラデー回転素子と、このファラデー回
転素子からの照射光を媒質に集光照射するとともに媒質
からの反射光を前記ファラデー回転素子に戻す光学レン
ズと、光検出器とを具備してなり、前記ファラデー回転
素子に、光学レンズから戻される反射光の偏光角を45度
回転させて方向性光結合素子に戻す機能を具備させ、前
記方向性結合素子に、ファラデー回転素子から戻された
反射光のうち、前記光源の偏光軸と直角な偏光成分を分
離し、前記光検出器に導く機能を具備させてなるもので
ある。
「実施例」 第１図は本発明の一実施例を説明する図であつて、１は
直線偏光を出力する光源、２は直線偏光の照射光、３は
方向性光結合素子、６は集光（反射光に対しては平行）
用レンズ、７は被測定媒質、14はフアラデー回転素子、
11はフアラデー回転素子14を通過した照射光、12は被測
定媒質からの反射光、13はフアラデー回転素子14を通過
した反射光である。第２図は第１図における伝搬光の偏
光方向をベクトルで表わしたものであり、図中のベクト
ル番号は各々の伝搬光の番号に対応する。
直線偏光を出力する光源、２は直線偏光の照射光、３は
方向性光結合素子、６は集光（反射光に対しては平行）
用レンズ、７は被測定媒質、14はフアラデー回転素子、
11はフアラデー回転素子14を通過した照射光、12は被測
定媒質からの反射光、13はフアラデー回転素子14を通過
した反射光である。第２図は第１図における伝搬光の偏
光方向をベクトルで表わしたものであり、図中のベクト
ル番号は各々の伝搬光の番号に対応する。
第１図と第２図において、光源１から発した直線偏光２
は方向性光結合素子３に導びかれるが、方向性光結合素
子３の主軸X,Yは図に示すように、光源の偏光軸と一致
しているため、低損失で方向性光結合素子３を通過す
る。次に、照射光となる直線偏光２がフアラデー回転素
子14を通過するとき、第２図に示すように45度だけ偏光
軸が回転させられる。従つて、被測定媒質７はＹ軸に対
して、常に45度方向の直線偏光で照射されることにな
り、この方向の屈折率に応じた、反射率で反射光12が戻
つて来ることになる。そして反射光12はフアラデー回転
素子14を通過する際に、45度だけその偏光軸が回転する
ため、第２図に示すように、光源の偏光軸と垂直な偏光
軸となる。そして、方向性光結合素子３を照射光と逆向
きに進行するとき、Ｘ軸方向の偏光成分は効率良く光路
を変えられて光検出器10で測定される。以上の説明から
も明らかなように、本発明では、ある一定方向の屈折率
を測定可能であり、媒質を加工することなく異方性媒質
の表面状態（例えば応力分布）を測定することができる
特長を有する。なお、例として、第３図に応力付与部を
有する偏波保持光フアイバの断面を示した。フアイバ15
の内部には応力付与部16,コア17,クラツド18があり、熱
膨脹率の違いによつて破線の主応力線19で示すような応
力が生じている。この応力によつて生じる複屈折率の分
布状態を従来の反射方法で測定することはできない。し
かし、本発明方法を適用するならばｘ軸偏波方向とｙ軸
偏波方向の屈折率を明確に分離して測定することが可能
であるために、第３図に示す光フアイバの屈折率の分布
状態を測定することができるのである。
は方向性光結合素子３に導びかれるが、方向性光結合素
子３の主軸X,Yは図に示すように、光源の偏光軸と一致
しているため、低損失で方向性光結合素子３を通過す
る。次に、照射光となる直線偏光２がフアラデー回転素
子14を通過するとき、第２図に示すように45度だけ偏光
軸が回転させられる。従つて、被測定媒質７はＹ軸に対
して、常に45度方向の直線偏光で照射されることにな
り、この方向の屈折率に応じた、反射率で反射光12が戻
つて来ることになる。そして反射光12はフアラデー回転
素子14を通過する際に、45度だけその偏光軸が回転する
ため、第２図に示すように、光源の偏光軸と垂直な偏光
軸となる。そして、方向性光結合素子３を照射光と逆向
きに進行するとき、Ｘ軸方向の偏光成分は効率良く光路
を変えられて光検出器10で測定される。以上の説明から
も明らかなように、本発明では、ある一定方向の屈折率
を測定可能であり、媒質を加工することなく異方性媒質
の表面状態（例えば応力分布）を測定することができる
特長を有する。なお、例として、第３図に応力付与部を
有する偏波保持光フアイバの断面を示した。フアイバ15
の内部には応力付与部16,コア17,クラツド18があり、熱
膨脹率の違いによつて破線の主応力線19で示すような応
力が生じている。この応力によつて生じる複屈折率の分
布状態を従来の反射方法で測定することはできない。し
かし、本発明方法を適用するならばｘ軸偏波方向とｙ軸
偏波方向の屈折率を明確に分離して測定することが可能
であるために、第３図に示す光フアイバの屈折率の分布
状態を測定することができるのである。
「発明の効果」 以上説明したように、本発明の方法および装置によれば
被測定媒質の一定の偏波方向の屈折率分布を測定するこ
とができるため、直交する２軸について屈折率分布を測
定することにより、その媒質の表面の応力分布を測定す
ることが可能である。特に、照射光をレンズ等で集光し
た測定可能なため、数μｍ程度のきわめて微細な領域の
異方性屈折率及び応力状態を測定することができる。
被測定媒質の一定の偏波方向の屈折率分布を測定するこ
とができるため、直交する２軸について屈折率分布を測
定することにより、その媒質の表面の応力分布を測定す
ることが可能である。特に、照射光をレンズ等で集光し
た測定可能なため、数μｍ程度のきわめて微細な領域の
異方性屈折率及び応力状態を測定することができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は本発明に
おける照射光及び反射光の偏光状態を示す説明図、第３
図は応力付与形偏波保持フアイバの断面図、第４図は従
来の測定装置の原理図、第５図は従来装置における照射
光及び反射光の偏光状態を示す説明図である。 １……光源、２……直線偏光の照射光、３……方向性光
結合素子、６……集光用レンズ、７……被測定媒質、８
……反射光、10……光検出器、11……フアラデー回転素
子を通過した照射光、12……反射光、13……フアラデー
回転素子を通過した反射光、14……フアラデー回転素
子。
おける照射光及び反射光の偏光状態を示す説明図、第３
図は応力付与形偏波保持フアイバの断面図、第４図は従
来の測定装置の原理図、第５図は従来装置における照射
光及び反射光の偏光状態を示す説明図である。 １……光源、２……直線偏光の照射光、３……方向性光
結合素子、６……集光用レンズ、７……被測定媒質、８
……反射光、10……光検出器、11……フアラデー回転素
子を通過した照射光、12……反射光、13……フアラデー
回転素子を通過した反射光、14……フアラデー回転素
子。
Claims (2)
- 【請求項１】媒質に光を当て、反射光の強度を測定して
媒質の屈折率を測定する方法において、光源からの直線
偏光を方向性光結合素子を通過させ、その後、ファラデ
ー回転素子を通過させることによって光源の偏光軸に対
して45度回転させ、直線偏光に状態で光学レンズを介し
て媒質に当て、該媒質からの反射光を再びファラデー回
転素子に導びき、通過させることによって反射光の偏光
軸を45度回転させ、続いて方向性光結合素子に導びき、
該結合素子によって、前記光源の偏光軸と直角な偏光成
分を分離し、検出することを特徴とする反射形異方性媒
質の屈折率測定方法。 - 【請求項２】媒質に光を当て、反射光の強度を測定して
媒質の屈折率を測定する装置において、直線偏光を出力
可能な光源と、この光源からの直線偏光を通過させて出
射する方向性光結合素子と、この方向性光結合素子を通
過した直線偏光の偏光角を45度回転させて照射光として
出射するファラデー回転素子と、このファラデー回転素
子からの照射光を媒質に集光照射するとともに媒質から
の反射光を前記ファラデー回転素子に戻す光学レンズ
と、光検出器とを具備してなり、前記ファラデー回転素
子に、光学レンズから戻される反射光の偏光角を45度回
転させて方向性光結合素子に戻す機能を具備させ、前記
方向性光結合素子に、ファラデー回転素子から戻された
反射光のうち、前記光源の偏光軸と直角な偏光成分を分
離し、前記光検出器に導く機能を具備させてなることを
特徴とする反射形異方性媒質の屈折率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19338585A JPH0663970B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 反射形異方性媒質の屈折率測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19338585A JPH0663970B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 反射形異方性媒質の屈折率測定方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252437A JPS6252437A (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0663970B2 true JPH0663970B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16307050
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19338585A Expired - Fee Related JPH0663970B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | 反射形異方性媒質の屈折率測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663970B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0267591U (ja) * | 1988-11-09 | 1990-05-22 | ||
| JP5374762B2 (ja) * | 2006-11-08 | 2013-12-25 | 株式会社グローバルファイバオプティックス | 反射型複屈折率測定装置 |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP19338585A patent/JPH0663970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252437A (ja) | 1987-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |