JPH068773B2 - 単一モ−ド光フアイバの構造測定方法 - Google Patents
単一モ−ド光フアイバの構造測定方法Info
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- JPH068773B2 JPH068773B2 JP13443384A JP13443384A JPH068773B2 JP H068773 B2 JPH068773 B2 JP H068773B2 JP 13443384 A JP13443384 A JP 13443384A JP 13443384 A JP13443384 A JP 13443384A JP H068773 B2 JPH068773 B2 JP H068773B2
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- light
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/37—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides in which light is projected perpendicularly to the axis of the fibre or waveguide for monitoring a section thereof
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は単一モード光ファイバの構造を高精度に測定す
る方法に関する。
る方法に関する。
通常、単一モード光ファイバの構造パラメータとして測
定される量は外径、コア径、コアの非円率、外径とコア
の偏心量である。中でも単一モード光ファイバの接続損
失を支配する量として特に重要なものは外径および外径
とコアの偏心量である。しかしながら、単一モード光フ
ァイバはその使用波長において基底モードのみ伝搬する
状態になっていることから、真に重要なものは外径とコ
アの偏心量ではなく、外径と基底モードの偏心量（外径
中心と基底モード中心とのズレ）である。コアが真円か
ら変形している場合、一般にコアの中心と基底モードの
中心は一致しない。そこで、外径と基底モードの偏心量
を測定することが必要となるが、従来技術で該測定を行
うことは極めて困難であった。
定される量は外径、コア径、コアの非円率、外径とコア
の偏心量である。中でも単一モード光ファイバの接続損
失を支配する量として特に重要なものは外径および外径
とコアの偏心量である。しかしながら、単一モード光フ
ァイバはその使用波長において基底モードのみ伝搬する
状態になっていることから、真に重要なものは外径とコ
アの偏心量ではなく、外径と基底モードの偏心量（外径
中心と基底モード中心とのズレ）である。コアが真円か
ら変形している場合、一般にコアの中心と基底モードの
中心は一致しない。そこで、外径と基底モードの偏心量
を測定することが必要となるが、従来技術で該測定を行
うことは極めて困難であった。
すなわち、従来、光ファイバの構造測定法として広く用
いられている方法は、数十mm程度の短い光ファイバ試料
に白色光を入射させ、その出射端面を顕微鏡で観測する
方法が採用されているが、この場合出射端面上で観測さ
れるのはコアの形状であり、基底モードの中心を検出す
ることは不可能である。一方、基底モードの寸法を測定
する方法として、第１図に示すごとく、被測定単一モー
ド光ファイバ１にその使用波長の光を光源３より入射さ
せ、その出射端面での光強度分布をレンズ系５を介しＴ
Ｖカメラ７と画像処理装置９とを用いて測定する方法が
知られている。そこでさらに、第２図に示すごとく、端
面照明用光源11およびハーフミラー13よりなる出射端面
照明用の光学系を付加し、被測定光ファイバの外径と外
径の中心をも測定できるようにすれば、基底モードの偏
心量を測定できるものと考えられる。しかしながら、通
常単一モード光ファイバの使用波長は1.3μｍまたは1.5
5μｍ等波長の大きい近赤外光であり、このためＴＶカ
メラ７にはやはり波長の大きい近赤外光用の撮像管を使
用せざるを得ないが、かゝる波長の大きい近赤外光用撮
像管は一般に感度、分解能が低いことから出射端面の反
射光より被測定光ファイバの外径と外径中心とを精度良
く測定することは困難である。また、出射端面照明用の
光源11はレンズ系の色収差を考慮すると使用波長とほゞ
同じ波長の大きい近赤外光としなければならない。この
ため撮像管に合わせて充分な光量を得べく半導体レーザ
等レーザ光を使用することが考えられるが、レーザ光源
は干渉性が良いためスペックル雑音を発生すると問題が
ある。このように、外径と基底モードの偏心量を従来技
術で測定することは極めて困難であった。
いられている方法は、数十mm程度の短い光ファイバ試料
に白色光を入射させ、その出射端面を顕微鏡で観測する
方法が採用されているが、この場合出射端面上で観測さ
れるのはコアの形状であり、基底モードの中心を検出す
ることは不可能である。一方、基底モードの寸法を測定
する方法として、第１図に示すごとく、被測定単一モー
ド光ファイバ１にその使用波長の光を光源３より入射さ
せ、その出射端面での光強度分布をレンズ系５を介しＴ
Ｖカメラ７と画像処理装置９とを用いて測定する方法が
知られている。そこでさらに、第２図に示すごとく、端
面照明用光源11およびハーフミラー13よりなる出射端面
照明用の光学系を付加し、被測定光ファイバの外径と外
径の中心をも測定できるようにすれば、基底モードの偏
心量を測定できるものと考えられる。しかしながら、通
常単一モード光ファイバの使用波長は1.3μｍまたは1.5
5μｍ等波長の大きい近赤外光であり、このためＴＶカ
メラ７にはやはり波長の大きい近赤外光用の撮像管を使
用せざるを得ないが、かゝる波長の大きい近赤外光用撮
像管は一般に感度、分解能が低いことから出射端面の反
射光より被測定光ファイバの外径と外径中心とを精度良
く測定することは困難である。また、出射端面照明用の
光源11はレンズ系の色収差を考慮すると使用波長とほゞ
同じ波長の大きい近赤外光としなければならない。この
ため撮像管に合わせて充分な光量を得べく半導体レーザ
等レーザ光を使用することが考えられるが、レーザ光源
は干渉性が良いためスペックル雑音を発生すると問題が
ある。このように、外径と基底モードの偏心量を従来技
術で測定することは極めて困難であった。
本発明は上記従来の欠点を解消し、単一モード光ファイ
バの外径、基底モードの外径および基底モードの偏心量
を精度よく測定する方法を提供することを目的としたも
のであって、このため本発明による単一モード光ファイ
バの構造測定方法は、測定されるべき単一モード光ファ
イバの一端から該単一モード光ファイバの使用波長の光
を入射させ、該単一モード光ファイバの出射端面上にお
いて前記使用波長に適したＴＶカメラを用いて基底モー
ドの外径とその中心位置を検出するとともに、該出射端
面を前記入射光より波長の小さい可視光又は近赤外光よ
りなるレーザ光以外の光源を用いて照明し、前記ＴＶカ
メラと独立に位置調整可能な該照明光に適したＴＶカメ
ラで該照明光の反射光を観測することにより当該出射端
の外径とその中心位置を検出し、これにより当該単一モ
ード光ファイバの外径、基底モードの外径および基底モ
ードの偏心量を測定することを特徴とする。
バの外径、基底モードの外径および基底モードの偏心量
を精度よく測定する方法を提供することを目的としたも
のであって、このため本発明による単一モード光ファイ
バの構造測定方法は、測定されるべき単一モード光ファ
イバの一端から該単一モード光ファイバの使用波長の光
を入射させ、該単一モード光ファイバの出射端面上にお
いて前記使用波長に適したＴＶカメラを用いて基底モー
ドの外径とその中心位置を検出するとともに、該出射端
面を前記入射光より波長の小さい可視光又は近赤外光よ
りなるレーザ光以外の光源を用いて照明し、前記ＴＶカ
メラと独立に位置調整可能な該照明光に適したＴＶカメ
ラで該照明光の反射光を観測することにより当該出射端
の外径とその中心位置を検出し、これにより当該単一モ
ード光ファイバの外径、基底モードの外径および基底モ
ードの偏心量を測定することを特徴とする。
本発明方法においては、基底モード寸法測定用のＴＶカ
メラと出射端面寸法測定用のＴＶカメラとを分離し独立
に位置調整可能とすることにより、出射端面照明用の光
源として単一モード光ファイバの使用波長より短い波長
の可視光又は近赤外光を使用することができ、かつこれ
と相応して高感度、高分解能の可視光ないし波長の短い
近赤外光用撮像管を出射端面寸法測定用のＴＶカメラと
して使用できるので高精度な測定が可能である。また、
このように出射端面寸法測定用のＴＶカメラとして高感
度、高分解能の撮像管を使用することにより、出射端面
照明用の光源としてレーザ光以外の光源を使用すること
ができ、従ってスペックル雑音の問題も生ずることがな
い。
メラと出射端面寸法測定用のＴＶカメラとを分離し独立
に位置調整可能とすることにより、出射端面照明用の光
源として単一モード光ファイバの使用波長より短い波長
の可視光又は近赤外光を使用することができ、かつこれ
と相応して高感度、高分解能の可視光ないし波長の短い
近赤外光用撮像管を出射端面寸法測定用のＴＶカメラと
して使用できるので高精度な測定が可能である。また、
このように出射端面寸法測定用のＴＶカメラとして高感
度、高分解能の撮像管を使用することにより、出射端面
照明用の光源としてレーザ光以外の光源を使用すること
ができ、従ってスペックル雑音の問題も生ずることがな
い。
以下、本発明の好適な実施例を添附図を参照して説明す
る。
る。
第３図は本発明方法を実施するための装置構成例を示
す。同図において第１，２図と同一参照番号は同一構成
手段を示す。本実施例では、被測定光ファイバ１として
使用波長1.3μｍあるいは1.55μｍ、長さ約２ｍの単一
モード光ファイバを用い、該被測定光ファイバ１を該光
ファイバの使用波長と同じ発振波長1.3μｍあるいは1.5
5μｍの半導体レーザ３で励振する。これにより出射端
面にて基底モードが観察される。そこで該光ファイバか
らの出射光を上記使用波長に適した近赤外光用撮像管を
用いたＴＶカメラ７で観測し、画像処理装置９によりそ
の光強度分布を求めることにより基底モードの外径とそ
の中心位置とを検出する。
す。同図において第１，２図と同一参照番号は同一構成
手段を示す。本実施例では、被測定光ファイバ１として
使用波長1.3μｍあるいは1.55μｍ、長さ約２ｍの単一
モード光ファイバを用い、該被測定光ファイバ１を該光
ファイバの使用波長と同じ発振波長1.3μｍあるいは1.5
5μｍの半導体レーザ３で励振する。これにより出射端
面にて基底モードが観察される。そこで該光ファイバか
らの出射光を上記使用波長に適した近赤外光用撮像管を
用いたＴＶカメラ７で観測し、画像処理装置９によりそ
の光強度分布を求めることにより基底モードの外径とそ
の中心位置とを検出する。
これと同時に、可視光或は上記使用波長より短い波長の
近赤外光よりなるレーザ光以外の光源15、例えばＬＥＤ
を用いて出射端面を照明し、その反射光を可視光あるい
は波長の短い近赤外光用の高感度撮像管を用いたＴＶカ
メラ17で観測し、画像処理装置９によりその端面像を求
めることにより被測定光ファイバ１の外径およびその中
心位置を検出する。
近赤外光よりなるレーザ光以外の光源15、例えばＬＥＤ
を用いて出射端面を照明し、その反射光を可視光あるい
は波長の短い近赤外光用の高感度撮像管を用いたＴＶカ
メラ17で観測し、画像処理装置９によりその端面像を求
めることにより被測定光ファイバ１の外径およびその中
心位置を検出する。
この場合、２台のＴＶカメラ７，17をそれぞれ独立に位
置調整できるようにしておくことにより、光源３，15と
して異なる波長の光を用いることによる色収差の問題を
生ずることはない。たゞし、２台のＴＶカメラ７，17は
それぞれ独立に被測定光ファイバの出射端を観測してい
るので、基底モードの偏心量を得るためには、２台のＴ
Ｖカメラの観測位置の違いによる測定値の違いを較正し
ておく必要がある。この較正は２台のＴＶカメラにより
共に観測可能でかつ相互の位置関係を明確にできるよう
な較正面（例えば、縦横の既知の細分目盛間隔を互いに
観測することで長さが較正できると共に、細分目盛のい
くつかの目盛間隔もしくは目盛の太さを違えて他と識別
できる基準点とし、互いの画面の位置関係が照合できる
ようにしたものなど）をレンズ系５の前に、つまり光フ
ァイバ側に設置して各ＴＶカメラにより観測し、あらか
じめ画像処理装置９内に相互の位置関係を記憶しておく
ことにより容易に実現できる。
置調整できるようにしておくことにより、光源３，15と
して異なる波長の光を用いることによる色収差の問題を
生ずることはない。たゞし、２台のＴＶカメラ７，17は
それぞれ独立に被測定光ファイバの出射端を観測してい
るので、基底モードの偏心量を得るためには、２台のＴ
Ｖカメラの観測位置の違いによる測定値の違いを較正し
ておく必要がある。この較正は２台のＴＶカメラにより
共に観測可能でかつ相互の位置関係を明確にできるよう
な較正面（例えば、縦横の既知の細分目盛間隔を互いに
観測することで長さが較正できると共に、細分目盛のい
くつかの目盛間隔もしくは目盛の太さを違えて他と識別
できる基準点とし、互いの画面の位置関係が照合できる
ようにしたものなど）をレンズ系５の前に、つまり光フ
ァイバ側に設置して各ＴＶカメラにより観測し、あらか
じめ画像処理装置９内に相互の位置関係を記憶しておく
ことにより容易に実現できる。
しかし、較正時と測定時とで振動等により光学系に位置
変化を生ずる可能性がある場合には、以下のように光フ
ァイバ測定とＴＶカメラの較正とを同時に行うことが好
ましい。すなわち、第４図に示すように、ガラス板19に
細分目盛21を付しかつ中央に被測定光ファイバ外径より
若干大きい直径の穴を設けてなる較正器23を、被測定光
ファイバ１の出射端面と該較正器の細分目盛を付された
面とが同一平面上に位置するようにセットし、光源３と
同一波長帯の光源25を用いて反射ミラー27により較正器
23を光ファイバの入射側より照明する。これにより、光
源３および15を用いて上記光ファイバの測定を行う際
に、同時に光源25および15を用いてＴＶカメラ７，17に
より較正器の目盛21をも観測する。各ＴＶカメラ７，17
により観測される較正器の目盛は該較正器の目盛面すな
わち光ファイバの出射端面から各ＴＶカメラ７，17迄の
距離に応じて画像の大きさや位置が変化する。観測され
る細分目盛間隔を既知数値で較正し、基準点を検出する
ことによって、各々のＴＶカメラで独立して観測される
スポットサイズとファイバの位置関係を照合させる。こ
れにより、光ファイバの測定と同時に各ＴＶカメラの観
測位置の違いによる測定値の違いを較正することができ
る。
変化を生ずる可能性がある場合には、以下のように光フ
ァイバ測定とＴＶカメラの較正とを同時に行うことが好
ましい。すなわち、第４図に示すように、ガラス板19に
細分目盛21を付しかつ中央に被測定光ファイバ外径より
若干大きい直径の穴を設けてなる較正器23を、被測定光
ファイバ１の出射端面と該較正器の細分目盛を付された
面とが同一平面上に位置するようにセットし、光源３と
同一波長帯の光源25を用いて反射ミラー27により較正器
23を光ファイバの入射側より照明する。これにより、光
源３および15を用いて上記光ファイバの測定を行う際
に、同時に光源25および15を用いてＴＶカメラ７，17に
より較正器の目盛21をも観測する。各ＴＶカメラ７，17
により観測される較正器の目盛は該較正器の目盛面すな
わち光ファイバの出射端面から各ＴＶカメラ７，17迄の
距離に応じて画像の大きさや位置が変化する。観測され
る細分目盛間隔を既知数値で較正し、基準点を検出する
ことによって、各々のＴＶカメラで独立して観測される
スポットサイズとファイバの位置関係を照合させる。こ
れにより、光ファイバの測定と同時に各ＴＶカメラの観
測位置の違いによる測定値の違いを較正することができ
る。
以上の操作により、各ＴＶカメラからのデータを画像処
理装置９に取込んで計算することによって被測定光ファ
イバの外径、基底モードの外径および基底モードの偏心
量を求めることができる。
理装置９に取込んで計算することによって被測定光ファ
イバの外径、基底モードの外径および基底モードの偏心
量を求めることができる。
上記本発明方法においては、出射端面照明用の光源とし
て単一モード光ファイバの使用波長より短い波長の可視
光乃至近赤外光を使用することができ、かつこれと相応
して出射端面寸法測定用のＴＶカメラとして高感度、高
分解能の撮像管を使用できるので高精度な測定が可能で
ある。また、このように出射端面寸法測定用のＴＶカメ
ラとして高感度、高分解能の撮像管を使用することによ
り、出射端面照明用の光源としてレーザ光以外の光源を
使用することができスペックル雑音の問題も生ずること
はない。
て単一モード光ファイバの使用波長より短い波長の可視
光乃至近赤外光を使用することができ、かつこれと相応
して出射端面寸法測定用のＴＶカメラとして高感度、高
分解能の撮像管を使用できるので高精度な測定が可能で
ある。また、このように出射端面寸法測定用のＴＶカメ
ラとして高感度、高分解能の撮像管を使用することによ
り、出射端面照明用の光源としてレーザ光以外の光源を
使用することができスペックル雑音の問題も生ずること
はない。
以上のように、本発明によれば従来測定が困難かつ信頼
性に乏しかった単一モード光ファイバの基底モードの偏
心量を比較的簡単な装置で高精度に測定することができ
る。
性に乏しかった単一モード光ファイバの基底モードの偏
心量を比較的簡単な装置で高精度に測定することができ
る。
第１図は単一モード光ファイバの基底モード寸法を測定
する従来の測定系を示す図、第２図は第１図の測定系に
さらに光ファイバの端面寸法測定系を付加した図、第３
図は本発明方法に使用される測定系の一例を示す図、第
４図は第３図の測定系に使用される較正器の装着例を示
す図である。 １…被測定光ファイバ、３，15,25…光源 ５…レンズ系、７，17…ＴＶカメラ 23…較正器
する従来の測定系を示す図、第２図は第１図の測定系に
さらに光ファイバの端面寸法測定系を付加した図、第３
図は本発明方法に使用される測定系の一例を示す図、第
４図は第３図の測定系に使用される較正器の装着例を示
す図である。 １…被測定光ファイバ、３，15,25…光源 ５…レンズ系、７，17…ＴＶカメラ 23…較正器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−143205（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−32341（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (2)
- 【請求項１】測定されるべき単一モード光ファイバの一
端から該単一モード光ファイバの使用波長の光を入射さ
せ、該単一モード光ファイバの出射端面上において前記
使用波長に適したＴＶカメラを用いて基底モードの外径
とその中心位置を検出するとともに、該出射端面を前記
入射光より波長の小さい可視光又は近赤外光よりなるレ
ーザ光以外の光源を用いて照明し、前記ＴＶカメラと独
立に位置調整可能な該照明光に適したＴＶカメラで該照
明光の反射光を観測することにより当該出射端の外径と
その中心位置を検出し、これにより当該単一モード光フ
ァイバの外径、基底モードの外径および基底モードの偏
心量を測定することを特徴とする単一モード光ファイバ
の構造測定方法。 - 【請求項２】前記単一モード光ファイバの出射端面と同
一平面上に位置するように細分目盛を付しかつ中央に被
測定光ファイバ外径より若干大きい穴を設けてなる較正
器を設置し、該較正器を照明する光学系を該較正器より
も光ファイバ入射端面側に設置することで、前記２台の
ＴＶカメラにより該出射端面と較正器とを同時に観測可
能となし、これによりＴＶカメラの観測位置を較正可能
としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13443384A JPH068773B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 単一モ−ド光フアイバの構造測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13443384A JPH068773B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 単一モ−ド光フアイバの構造測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6113129A JPS6113129A (ja) | 1986-01-21 |
| JPH068773B2 true JPH068773B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=15128260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13443384A Expired - Lifetime JPH068773B2 (ja) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | 単一モ−ド光フアイバの構造測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068773B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69800853T2 (de) * | 1998-02-14 | 2001-11-08 | Agilent Technologies Inc | Ferngesteuerte Messung von wellenlängenabhängigen Informationen über optische Komponenten |
| CN113218341A (zh) * | 2021-05-21 | 2021-08-06 | 哈尔滨理工大学 | 一种电缆变向式红外偏心检测装置及检测方法 |
-
1984
- 1984-06-29 JP JP13443384A patent/JPH068773B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6113129A (ja) | 1986-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |