JPH0684911B2 - 偏光度測定装置 - Google Patents
偏光度測定装置Info
- Publication number
- JPH0684911B2 JPH0684911B2 JP62076228A JP7622887A JPH0684911B2 JP H0684911 B2 JPH0684911 B2 JP H0684911B2 JP 62076228 A JP62076228 A JP 62076228A JP 7622887 A JP7622887 A JP 7622887A JP H0684911 B2 JPH0684911 B2 JP H0684911B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- polarization
- light
- measured
- degree
- angle
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- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は偏光度測定装置の改良に関する。
第４図は従来の偏光度測定装置の概略構成を示す模式図
である。被測定光Ｑの光路上にハーフミラー20,21が配
設されている。そして、ハーフミラー20,21の反射光路
上及び被測定光Ｑの光路上にそれぞれ１つの直線偏光成
分のみを通過させる検光子22,23,24が配設されている。
各検光子22,23,24の偏光角度は第２図に示すように基準
方向に対してそれぞれ０°,45°,90°に設定されてい
る。各検光子22,23,24を通過した光は各光検出器25,26,
27で検出される。
である。被測定光Ｑの光路上にハーフミラー20,21が配
設されている。そして、ハーフミラー20,21の反射光路
上及び被測定光Ｑの光路上にそれぞれ１つの直線偏光成
分のみを通過させる検光子22,23,24が配設されている。
各検光子22,23,24の偏光角度は第２図に示すように基準
方向に対してそれぞれ０°,45°,90°に設定されてい
る。各検光子22,23,24を通過した光は各光検出器25,26,
27で検出される。
したがって、第２図に示すように、基準方向に対して任
意の方向φに楕円偏光された被測定光Ｑにおける基準方
向に対するそれぞれ０°,45°,90°方向の偏光成分の各
光強度は各光検出器25,26,27で検出されてI1，I2，I3と
なる。
意の方向φに楕円偏光された被測定光Ｑにおける基準方
向に対するそれぞれ０°,45°,90°方向の偏光成分の各
光強度は各光検出器25,26,27で検出されてI1，I2，I3と
なる。
一般に、被測定光Ｑの偏光度Ｐは、第２図に示すよう
に、楕円偏光における最大光強度Imaxと最小光強度Imin
とを用いて（１）式のように定義されている。
に、楕円偏光における最大光強度Imaxと最小光強度Imin
とを用いて（１）式のように定義されている。
Ｐ＝（Imax−Imin）／（Imax＋Imin）…（１） しかし、楕円形状は任意の３方向の成分で一義的に定ま
るので、最大光強度Imaxと最小光強度Iminの代りに、上
述した３方向の偏光成分の各光強度I1，I2，I3を用いて
（２）式で偏光度Ｐを算出可能である。
るので、最大光強度Imaxと最小光強度Iminの代りに、上
述した３方向の偏光成分の各光強度I1，I2，I3を用いて
（２）式で偏光度Ｐを算出可能である。
〔発明が解決しようとする問題〕 しかしながら、第４図に示した偏光度測定装置において
もまだ改良すべき次のような問題点があった。
もまだ改良すべき次のような問題点があった。
すなわち、（２）式から理解できるように、偏光度Ｐを
正確に測定するためには、各光強度I1，I2，I3のそれぞ
れの絶対量が正確に測定されている必要がある。各光検
出器25,26,27へ入射される光はそれぞれハーフミラー2
0,21で分岐された光である。
正確に測定するためには、各光強度I1，I2，I3のそれぞ
れの絶対量が正確に測定されている必要がある。各光検
出器25,26,27へ入射される光はそれぞれハーフミラー2
0,21で分岐された光である。
ハーフミラー20,21は入射した光を透過光と反射光とに
分岐する。この透過光強度と反射光強度との比を分岐比
αと称するが、入射光の偏光方向が変化したとしても常
に一定の分岐比αを維持する必要がある。しかし、現在
の技術水準においては、入射光の偏光方向が変化する
と、分岐比αも変化してしまう。
分岐する。この透過光強度と反射光強度との比を分岐比
αと称するが、入射光の偏光方向が変化したとしても常
に一定の分岐比αを維持する必要がある。しかし、現在
の技術水準においては、入射光の偏光方向が変化する
と、分岐比αも変化してしまう。
このハーフミラー20,21における分岐比αの偏光依存性
は、無偏光ビームスプリッター等の他の光分岐器におい
ても存在する。この分岐比αの偏光依存性を低減させる
ために、コーティング材質の改良、加工方法の改良等の
対策が講じられているが、前述したように、現在の技術
水準では前記偏光依存性を十分低減できない。
は、無偏光ビームスプリッター等の他の光分岐器におい
ても存在する。この分岐比αの偏光依存性を低減させる
ために、コーティング材質の改良、加工方法の改良等の
対策が講じられているが、前述したように、現在の技術
水準では前記偏光依存性を十分低減できない。
このことは、測定された偏光度Ｐが被測定光Ｑの偏光方
向の基準方向に対する角度（π/2−φ）に依存すること
になり、正確な偏光度Ｐが得られない。具体的に説明す
ると、一定の偏光度Ｐを有する被測定光Ｑを基準方向に
対して回転させると、本来一定値であるべき偏光度Ｐが
変化する現象が生じる。この現象は、偏光度Ｐが１に近
い被測定光Ｑほど顕著に現れる。すなわち、直線偏光に
近い被測定光Ｑほどその影響は大きい。
向の基準方向に対する角度（π/2−φ）に依存すること
になり、正確な偏光度Ｐが得られない。具体的に説明す
ると、一定の偏光度Ｐを有する被測定光Ｑを基準方向に
対して回転させると、本来一定値であるべき偏光度Ｐが
変化する現象が生じる。この現象は、偏光度Ｐが１に近
い被測定光Ｑほど顕著に現れる。すなわち、直線偏光に
近い被測定光Ｑほどその影響は大きい。
特に、偏光度Ｐの測定においては、限りなく直線偏光に
近い光の偏光度測定は重要であり、この領域において特
に高い測定精度が要求される。
近い光の偏光度測定は重要であり、この領域において特
に高い測定精度が要求される。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
ファラデー回転子を用い、このファラデー回転子でもっ
て、被測定光の楕円偏光における最大光強度を示す方向
（偏光方向）が常に基準方向に対して一定方向を向くよ
うに被測定光の偏光方向を回転させることによって、偏
光度測定時に光分岐器等の光学系に入射する光の偏光方
向を常に一定に制御でき、結果として、どのような偏光
方向を有した被測定光であっても常に正確に偏光度を測
定できる偏光度測定装置を提供することを目的とする。
ファラデー回転子を用い、このファラデー回転子でもっ
て、被測定光の楕円偏光における最大光強度を示す方向
（偏光方向）が常に基準方向に対して一定方向を向くよ
うに被測定光の偏光方向を回転させることによって、偏
光度測定時に光分岐器等の光学系に入射する光の偏光方
向を常に一定に制御でき、結果として、どのような偏光
方向を有した被測定光であっても常に正確に偏光度を測
定できる偏光度測定装置を提供することを目的とする。
上記問題を解決するために、本発明の偏光度測定装置に
おいては、ファラデー回転子と、このファラデー回転子
を通過した被測定光を３方向に分岐する光分岐器と、光
分岐器にて分岐された各被測定光の予め定められた基準
方向又は基準方向から所定角度離れた方向の偏光成分を
通過させる３個の検光子と、各検光子を通過した光の光
強度を検出する３個の光検出器と、各光検出器にて検出
された各光強度から被測定光の偏光方向を算出する偏光
方向算出手段と、算出された偏光方向が基準方向に一致
するように、ファラデー回転子を制御する制御手段と、
ファラデー回転子が制御手段にて制御された状態で、光
検出器から得られる各光強度を用いて被測定光の偏光度
を算出する偏光度算出手段とを備えたものである。
おいては、ファラデー回転子と、このファラデー回転子
を通過した被測定光を３方向に分岐する光分岐器と、光
分岐器にて分岐された各被測定光の予め定められた基準
方向又は基準方向から所定角度離れた方向の偏光成分を
通過させる３個の検光子と、各検光子を通過した光の光
強度を検出する３個の光検出器と、各光検出器にて検出
された各光強度から被測定光の偏光方向を算出する偏光
方向算出手段と、算出された偏光方向が基準方向に一致
するように、ファラデー回転子を制御する制御手段と、
ファラデー回転子が制御手段にて制御された状態で、光
検出器から得られる各光強度を用いて被測定光の偏光度
を算出する偏光度算出手段とを備えたものである。
このように構成された偏光度測定装置においては、被測
定光に対する実際の偏光度測定に先立って、各光検出器
で得られた各方向の光強度を用いて被測定光の偏光方向
が算出される。そして、算出された偏光方向が基準方向
に一致するように、ファタデー回転子を透過した被測定
光の偏光方向が回転された状態において、各光検出器で
得られる各光強度に基づいて被測定光の偏光度が算出さ
れる。
定光に対する実際の偏光度測定に先立って、各光検出器
で得られた各方向の光強度を用いて被測定光の偏光方向
が算出される。そして、算出された偏光方向が基準方向
に一致するように、ファタデー回転子を透過した被測定
光の偏光方向が回転された状態において、各光検出器で
得られる各光強度に基づいて被測定光の偏光度が算出さ
れる。
この状態においては、ファラデー回転子を通過した被測
定光の偏光方向は、基準方向または基準方向から所定角
度離れた一定方向を向いている。したがって、光分岐器
に入射される被測定光の偏光方向は常に一定している。
そして、この各光分岐器にて分岐された各被測定光の各
方向の偏光成分を各検光子で抽出して各光検出器へ導い
ている。
定光の偏光方向は、基準方向または基準方向から所定角
度離れた一定方向を向いている。したがって、光分岐器
に入射される被測定光の偏光方向は常に一定している。
そして、この各光分岐器にて分岐された各被測定光の各
方向の偏光成分を各検光子で抽出して各光検出器へ導い
ている。
よって、この状態で各光検出器で得られる各光強度に基
づいて算出された偏光度には各光岐器における分岐比の
偏光方向変化に起因する変動成分が除去されるので、被
測定光がいずれの方向に偏光していたとしても常に正確
に偏光度が測定できる。
づいて算出された偏光度には各光岐器における分岐比の
偏光方向変化に起因する変動成分が除去されるので、被
測定光がいずれの方向に偏光していたとしても常に正確
に偏光度が測定できる。
以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第１図は実施例の偏光度測定装置の概略構成図である。
なお、第４図に示す従来の偏光度測定装置と同一部分に
は同一符号が付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略されている。
なお、第４図に示す従来の偏光度測定装置と同一部分に
は同一符号が付してある。したがって、重複する部分の
詳細説明は省略されている。
被測定光Ｑはファラデー回転子12へ入射される。ファラ
デー回転子12の外周面にはコイル等の磁界発生器13が配
置されている。この磁界発生器13は、励磁部14からの励
磁制御信号を受けてこの励磁制御信号に応じた強度の磁
界を発生して、ファラデー回転子12に印加する。ファラ
デー回転子12を通過した被測定光の偏光方向は印加され
た磁界の強度に応じた角度だけ回転する。ファラデー回
路12を通過した被測定光Ｑの光路上にはハーフミラー2
0,21が配置されている。そして、これらハーフミラー2
0,21の反射光路上および被測定光Ｑの光路上にはそれぞ
れ１つの直線偏光成分のみを透過させる各検光子22,23,
24が配置されている。ここで、第３図に示す如く検光子
22の偏光角は「０°」であり、検光子23の偏光角は「45
°」、検光子24の偏光角は「90°」に設定されている。
これら検光子22,23,24の光出力側にはそれぞれ光検出器
25,26,27が配置され、これら光検出器25,26,27からは受
光量に対応した受光量検出信号I1、I2、I3が出力される
ようになっている。Ｂは偏光方向算出手段，制御手段及
び偏光度算出手段であって、これは各受光量検出信号
I1、I2、I3から被測定光Ｑにおける最大受光量Imaxをも
った偏光角を求め、この偏光角に従ってファラデー回転
子12を透過した被測定光Ｑの偏光方向を回転させる機能
を有するものである。具体的に偏光角算出部28は各受光
量検出信号I1、I2、I3を取り込んで被測定光Ｑにおける
最大受光量Imaxをもった偏光角を求め、この偏光角方向
を第２図に示す偏光角90°の方向に回動させる励磁指令
を励磁部14に発する機能を有するものである。偏光度出
力部29は最大受光量Imaxの偏光角方向を偏光角90°の方
向に合せた時の各受光量検出信号I1、I2、I3を取り込ん
で被測定信号Ｑの偏光度を算出する機能を有するもので
ある。
デー回転子12の外周面にはコイル等の磁界発生器13が配
置されている。この磁界発生器13は、励磁部14からの励
磁制御信号を受けてこの励磁制御信号に応じた強度の磁
界を発生して、ファラデー回転子12に印加する。ファラ
デー回転子12を通過した被測定光の偏光方向は印加され
た磁界の強度に応じた角度だけ回転する。ファラデー回
路12を通過した被測定光Ｑの光路上にはハーフミラー2
0,21が配置されている。そして、これらハーフミラー2
0,21の反射光路上および被測定光Ｑの光路上にはそれぞ
れ１つの直線偏光成分のみを透過させる各検光子22,23,
24が配置されている。ここで、第３図に示す如く検光子
22の偏光角は「０°」であり、検光子23の偏光角は「45
°」、検光子24の偏光角は「90°」に設定されている。
これら検光子22,23,24の光出力側にはそれぞれ光検出器
25,26,27が配置され、これら光検出器25,26,27からは受
光量に対応した受光量検出信号I1、I2、I3が出力される
ようになっている。Ｂは偏光方向算出手段，制御手段及
び偏光度算出手段であって、これは各受光量検出信号
I1、I2、I3から被測定光Ｑにおける最大受光量Imaxをも
った偏光角を求め、この偏光角に従ってファラデー回転
子12を透過した被測定光Ｑの偏光方向を回転させる機能
を有するものである。具体的に偏光角算出部28は各受光
量検出信号I1、I2、I3を取り込んで被測定光Ｑにおける
最大受光量Imaxをもった偏光角を求め、この偏光角方向
を第２図に示す偏光角90°の方向に回動させる励磁指令
を励磁部14に発する機能を有するものである。偏光度出
力部29は最大受光量Imaxの偏光角方向を偏光角90°の方
向に合せた時の各受光量検出信号I1、I2、I3を取り込ん
で被測定信号Ｑの偏光度を算出する機能を有するもので
ある。
このような構成であれば、被測定光Ｑがファラデー回転
子12を通過すると、ハーフミラー20で分岐され、さらに
次のハーフミラー21で分岐される。ハーフミラー２−で
分岐された被測定光Ｑは検光子22により偏光角０°で直
線偏光されて光検出器25に入射する。これと同時にハー
フミラー21で分岐された被測定光Ｑは検光子23により偏
光角45°で直線偏光されて光検出器26に入射し、またハ
ーフミラー21を透過した被測定光Ｑは検光子24により偏
光角90°で直線偏光されて光検出器27に入射する。この
状態で各光検出器25、26、27は受光量に対応した各受光
量検出信号I1、I2、I3を出力する。偏光角算出部28は、
これら受光量検出信号I1、I2、I3を取り込んで最大受光
量Imaxの偏光角を求めて偏光角90°に対するずれ角度φ
を算出する。具体的に説明すると、受光量検出信号I1と
I3との比較を行ない、この比較の結果、 I1−I3＞０であれば、 I1−I3＜０であれば、 （ａ）2I2−I1−I3＞０のとき φ＝90°−｜φ０｜ （ｂ）2I2−I1−I3＜０のとき φ＝−90°＋｜φ０｜ である。なお、 である。このようにずれ角度φが求められると、偏光角
算出部28はこのずれ角度φを「０°」とする励磁指令を
励磁部14に発する。これにより、磁界発生器13から発生
する磁界の強度が制御され、もってファラデー回転子12
の偏光面がずれ角度φだけ回動する。この結果、被測定
光Ｑは偏光面を中心に回動し第３図に示す位置に位置合
せされる。なお、この位置合せ状態は各受光量検出信号
I1、I2、I3による上記のフィードバック制御によって保
持される。さて、この状態にあるとき偏光度出力部29は
各受光量検出信号I1、I2、I3を取り込んで次式つまり、 を演算して偏光度Ｐを算出する。
子12を通過すると、ハーフミラー20で分岐され、さらに
次のハーフミラー21で分岐される。ハーフミラー２−で
分岐された被測定光Ｑは検光子22により偏光角０°で直
線偏光されて光検出器25に入射する。これと同時にハー
フミラー21で分岐された被測定光Ｑは検光子23により偏
光角45°で直線偏光されて光検出器26に入射し、またハ
ーフミラー21を透過した被測定光Ｑは検光子24により偏
光角90°で直線偏光されて光検出器27に入射する。この
状態で各光検出器25、26、27は受光量に対応した各受光
量検出信号I1、I2、I3を出力する。偏光角算出部28は、
これら受光量検出信号I1、I2、I3を取り込んで最大受光
量Imaxの偏光角を求めて偏光角90°に対するずれ角度φ
を算出する。具体的に説明すると、受光量検出信号I1と
I3との比較を行ない、この比較の結果、 I1−I3＞０であれば、 I1−I3＜０であれば、 （ａ）2I2−I1−I3＞０のとき φ＝90°−｜φ０｜ （ｂ）2I2−I1−I3＜０のとき φ＝−90°＋｜φ０｜ である。なお、 である。このようにずれ角度φが求められると、偏光角
算出部28はこのずれ角度φを「０°」とする励磁指令を
励磁部14に発する。これにより、磁界発生器13から発生
する磁界の強度が制御され、もってファラデー回転子12
の偏光面がずれ角度φだけ回動する。この結果、被測定
光Ｑは偏光面を中心に回動し第３図に示す位置に位置合
せされる。なお、この位置合せ状態は各受光量検出信号
I1、I2、I3による上記のフィードバック制御によって保
持される。さて、この状態にあるとき偏光度出力部29は
各受光量検出信号I1、I2、I3を取り込んで次式つまり、 を演算して偏光度Ｐを算出する。
このように実施例においては、最大受光量Imaxをもった
偏光角を求め、この偏光角の偏光各90°に対するずれ角
度φに従ってファラデー回転子12を透過した被測定光Ｑ
の偏光方向を回転させる構成としたので、任意の偏光角
で入射した被測定光Ｑであっても最大受光量Imaxの偏光
角が常に偏光角90°位置に保持されて同一条件で高精度
に偏光角を算出できる。さらに各ハーフミラー20、21で
の分岐比は偏光状態によって変化するが、上記の如く偏
光方向を同一条件とするので各ハーフミラー20,21の偏
光作用に影響されることはない。
偏光角を求め、この偏光角の偏光各90°に対するずれ角
度φに従ってファラデー回転子12を透過した被測定光Ｑ
の偏光方向を回転させる構成としたので、任意の偏光角
で入射した被測定光Ｑであっても最大受光量Imaxの偏光
角が常に偏光角90°位置に保持されて同一条件で高精度
に偏光角を算出できる。さらに各ハーフミラー20、21で
の分岐比は偏光状態によって変化するが、上記の如く偏
光方向を同一条件とするので各ハーフミラー20,21の偏
光作用に影響されることはない。
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば最大
受光量の偏光角位置は偏光角０°の位置に位置合せして
もよく、またハーフミラー20,21に変えて偏光ビームス
プリッタにしてもよい。
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば最大
受光量の偏光角位置は偏光角０°の位置に位置合せして
もよく、またハーフミラー20,21に変えて偏光ビームス
プリッタにしてもよい。
以上説明したように本発明の偏光度測定装置によれば、
ファラデー回転子を用い、このファラデー回転子でもっ
て、被測定光の楕円偏光における最大光強度を示す方向
（偏光方向）が常に基準方向に対して一定方向を向くよ
うに被測定光の偏光方向を回転させた後に実際の偏光度
を測定している。したがって、実際の偏光度測定時に、
光分岐器等の光学系に入射する光の偏光方向を一定に制
御でき、結果として、どのような偏光方向を有した被測
定光であっても常に正確に偏光度を測定できる。
ファラデー回転子を用い、このファラデー回転子でもっ
て、被測定光の楕円偏光における最大光強度を示す方向
（偏光方向）が常に基準方向に対して一定方向を向くよ
うに被測定光の偏光方向を回転させた後に実際の偏光度
を測定している。したがって、実際の偏光度測定時に、
光分岐器等の光学系に入射する光の偏光方向を一定に制
御でき、結果として、どのような偏光方向を有した被測
定光であっても常に正確に偏光度を測定できる。
第１図は本発明の一実施例に係わる偏光度測定装置の概
略構成図、第２図及び第３図は偏光度測定装置の動作原
理を説明するための模式図、第４図は従来の偏光度測定
装置の概略構成図である。 12……ファラデー回転子、13……磁界発生器、14……励
磁器、20,21……ハーフミラー、22,23,24……検光子、2
5,26,27……光検出器、28……偏光角算出部、29……偏
光度出力部。
略構成図、第２図及び第３図は偏光度測定装置の動作原
理を説明するための模式図、第４図は従来の偏光度測定
装置の概略構成図である。 12……ファラデー回転子、13……磁界発生器、14……励
磁器、20,21……ハーフミラー、22,23,24……検光子、2
5,26,27……光検出器、28……偏光角算出部、29……偏
光度出力部。
Claims (1)
- 【請求項１】ファラデー回転子（12）と、このファラデ
ー回転子を通過した被測定光を３方向に分岐する光分岐
器（20,21）と、この光分岐器にて分岐された各被測定
光の予め定められた基準方向又は基準方向から所定角度
離れた方向の偏光成分を通過させる３個の検光子（22,2
3,24）と、この各検光子を通過した光の光強度を検出す
る３個の光検出器（25,26,27）と、この各光検出器にて
検出された各光強度から前記被測定光の偏光方向を算出
する偏光方向算出手段（28）と、この算出された偏光方
向が前記基準方向に一致するように、前記ファラデー回
転子を制御する制御手段（14）と、前記ファラデー回転
子が前記制御手段にて制御された状態で、前記光検出器
から得られる各光強度を用いて前記被測定光の偏光度を
算出する偏光度算出手段（29）とを備えた偏光度測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076228A JPH0684911B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 偏光度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076228A JPH0684911B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 偏光度測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243728A JPS63243728A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0684911B2 true JPH0684911B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=13599309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62076228A Expired - Lifetime JPH0684911B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 偏光度測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684911B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3734667B2 (ja) * | 2000-03-14 | 2006-01-11 | アンリツ株式会社 | 偏波モード分散測定方法および偏波モード分散測定システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH068755B2 (ja) * | 1985-07-29 | 1994-02-02 | 日本電信電話株式会社 | 偏光度測定方法および装置 |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62076228A patent/JPH0684911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63243728A (ja) | 1988-10-11 |
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