JPH0781909B2 - 光ビームが有する電磁界の強度分布の横モーメントを測定するための方法と装置 - Google Patents
光ビームが有する電磁界の強度分布の横モーメントを測定するための方法と装置Info
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- JPH0781909B2 JPH0781909B2 JP60268409A JP26840985A JPH0781909B2 JP H0781909 B2 JPH0781909 B2 JP H0781909B2 JP 60268409 A JP60268409 A JP 60268409A JP 26840985 A JP26840985 A JP 26840985A JP H0781909 B2 JPH0781909 B2 JP H0781909B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学的測定のための方法と装置に関するもので
あり、光ビームが有する電磁界の強度分布の横モーメン
トを測定するための方法と装置を提供する。
あり、光ビームが有する電磁界の強度分布の横モーメン
トを測定するための方法と装置を提供する。
本発明の適用分野としては光フアイバーのスポツトサイ
ズ評価、すなわちこのようなフアイバーの近傍または遠
隔の出力電磁界の２次モーメントの測定があるが、これ
に限定されるものではない。
ズ評価、すなわちこのようなフアイバーの近傍または遠
隔の出力電磁界の２次モーメントの測定があるが、これ
に限定されるものではない。
従来の技術 光ビームの電磁界の一般にｎ次モーメント（ｎは正の整
数）は次式で表わされる。
数）は次式で表わされる。
但し、Ｉ（ｒ）は軸からｒの距離にある近傍電磁界また
は遠隔磁界のビーム強度である。
は遠隔磁界のビーム強度である。
更に詳しくは、２次モーメントの平行根W0、すなわちビ
ームの電磁界（または好ましい応用では光フアイバーの
出力の電磁界）の空間分布の自乗平均値がビームのスポ
ツトサイズを表わす。
ームの電磁界（または好ましい応用では光フアイバーの
出力の電磁界）の空間分布の自乗平均値がビームのスポ
ツトサイズを表わす。
W0を知ることは電磁界の幾何学的寸法を知る上で重要で
ある。これによりビームの絞りについての情報とビーム
内の電力分布についての情報が得られる。
ある。これによりビームの絞りについての情報とビーム
内の電力分布についての情報が得られる。
光フアイバーの特定の場合（本発明の主としてこの領域
に応用するため開発されてきたので以後この場合につい
て説明する）には、スポツトサイズのデータからフアイ
バー内の伝搬と接合損失についての情報が得られる。こ
のような情報は電気通信システムで光フアイバーを使う
ときに不可欠である。更に詳しくは、近傍電磁界、遠隔
電磁界両方のスポツトサイズW0は単一モードのフアイバ
ーの性質を特徴づける。このようなフアイバーに対し
て、接合損失および曲げ損失、ならびに小さな曲げによ
るケーブル損失はこれらのパラメータから求められるこ
とができる。波長によるスポツトサイズの変化が第１高
次モードのカツトオフ波長とフアイバーの分散を表わ
す。
に応用するため開発されてきたので以後この場合につい
て説明する）には、スポツトサイズのデータからフアイ
バー内の伝搬と接合損失についての情報が得られる。こ
のような情報は電気通信システムで光フアイバーを使う
ときに不可欠である。更に詳しくは、近傍電磁界、遠隔
電磁界両方のスポツトサイズW0は単一モードのフアイバ
ーの性質を特徴づける。このようなフアイバーに対し
て、接合損失および曲げ損失、ならびに小さな曲げによ
るケーブル損失はこれらのパラメータから求められるこ
とができる。波長によるスポツトサイズの変化が第１高
次モードのカツトオフ波長とフアイバーの分散を表わ
す。
光フアイバーのスポツトサイズの測定に対して多数の異
なる手法が提案されてきた。
なる手法が提案されてきた。
その中の１つの手法は集積光学系と光フアイバー通信に
ついての第４回国際会議で発表された山内，村山らの論
文「非円形コアを有する単一モード・フアイバーのスポ
ツトサイズ」に説明されている（R.Yamauchi,T.Murayam
a,Y.Kikuchi,Y.Sugawara and K.Inada,“Spot−Sizes o
f Single Mede Fibres With a Noncircular Core"prese
nted at the Fourth International Conference on Int
egrated Optics and Optical Fibre Communication,IOO
C“83,Tokyo,Japan,27−30June1983,Paper28A2−3,page
s39and ff.）。この方法では、近傍磁界強度走査により
フアイバー出力でのＩの値を判定した後、ｎ＝２として
式（１）を直接適用することによりスポツトサイズが得
られる。この方法を使つて何次のモーメントでも測定す
ることができる。積分区間は無限大まで伸びているが、
ビーム軸からある距離を超えると強度Ｉが測定雑音によ
つてマスクされるので、この方法で得られた値に著しい
誤差が生じることがあり得る。更に、半径方向の走査が
本来複雑である。
ついての第４回国際会議で発表された山内，村山らの論
文「非円形コアを有する単一モード・フアイバーのスポ
ツトサイズ」に説明されている（R.Yamauchi,T.Murayam
a,Y.Kikuchi,Y.Sugawara and K.Inada,“Spot−Sizes o
f Single Mede Fibres With a Noncircular Core"prese
nted at the Fourth International Conference on Int
egrated Optics and Optical Fibre Communication,IOO
C“83,Tokyo,Japan,27−30June1983,Paper28A2−3,page
s39and ff.）。この方法では、近傍磁界強度走査により
フアイバー出力でのＩの値を判定した後、ｎ＝２として
式（１）を直接適用することによりスポツトサイズが得
られる。この方法を使つて何次のモーメントでも測定す
ることができる。積分区間は無限大まで伸びているが、
ビーム軸からある距離を超えると強度Ｉが測定雑音によ
つてマスクされるので、この方法で得られた値に著しい
誤差が生じることがあり得る。更に、半径方向の走査が
本来複雑である。
他の方法では、Ｉを表わす関数に対してガウス分布を仮
定し、ガウス電磁界の仮定が満足される場合にのみ有効
な式によつてスポツトサイズに相関し得る量を測定す
る。このような方法の例はエレクトロニクス・レターズ
誌所載のシー・エー・ミラーの論文「多重モード・フア
イバーに対する等価ステツプインデツクスのプロフイル
を判定する直接法」（C.A.Millar.“Direct Method of
Determining Equivalent−Step Index Profiles for Mu
ltimode Fibres",Electronics Letters,Vol.17,No.13,2
5June1981,pp.458and ff.）およびエレクトロニクス・
レターズ誌所載のエフ・アラードーらの論文「単一モー
ド光フアイバーに於ける基本モードのスポツトサイズ測
定」（F.Alard,L.Jeunhomme,P.Sansonetti,Electronics
Letters,Vol.17,No.25,10December1981,pp.958and f
f.）。ガウス電磁界の仮定があてはまるのは非常に特別
の場合だけなので、これらの方法によつて得られる測定
結果は本質的に不安定で、定量化が難しい。
定し、ガウス電磁界の仮定が満足される場合にのみ有効
な式によつてスポツトサイズに相関し得る量を測定す
る。このような方法の例はエレクトロニクス・レターズ
誌所載のシー・エー・ミラーの論文「多重モード・フア
イバーに対する等価ステツプインデツクスのプロフイル
を判定する直接法」（C.A.Millar.“Direct Method of
Determining Equivalent−Step Index Profiles for Mu
ltimode Fibres",Electronics Letters,Vol.17,No.13,2
5June1981,pp.458and ff.）およびエレクトロニクス・
レターズ誌所載のエフ・アラードーらの論文「単一モー
ド光フアイバーに於ける基本モードのスポツトサイズ測
定」（F.Alard,L.Jeunhomme,P.Sansonetti,Electronics
Letters,Vol.17,No.25,10December1981,pp.958and f
f.）。ガウス電磁界の仮定があてはまるのは非常に特別
の場合だけなので、これらの方法によつて得られる測定
結果は本質的に不安定で、定量化が難しい。
発明の目的と構成 これらの欠点を解消するため、本願発明者らはビーム強
度の半径方向の走査が必要な複雑な測定、積分の数値計
算、電磁界分布に対する近似仮説の適用のいずれも必要
とせずに、任意枚数、特にスポツトサイズの横モーメン
トを正確に判定できる方法を提供しようとした。
度の半径方向の走査が必要な複雑な測定、積分の数値計
算、電磁界分布に対する近似仮説の適用のいずれも必要
とせずに、任意枚数、特にスポツトサイズの横モーメン
トを正確に判定できる方法を提供しようとした。
本願発明者らの出発点は、光ビームの通常の測定では発
生源から放出された信号が変調され、測定器は変調周波
数に等しい周波数の電気信号成分だけを抽出するという
ことであつた。
生源から放出された信号が変調され、測定器は変調周波
数に等しい周波数の電気信号成分だけを抽出するという
ことであつた。
更に詳しく述べれば、本願発明者らの検討によつてビー
ム・モーメントは変調された信号の適当な走査によつて
得られた周期的信号の高調波によつてきまることが明ら
かとなつた。
ム・モーメントは変調された信号の適当な走査によつて
得られた周期的信号の高調波によつてきまることが明ら
かとなつた。
方法および装置の具体的な特徴は特許請求の範囲第１項
および第７項から明らかとなる。方法および装置に対す
る好ましい特徴はそれぞれ特許請求の範囲第２項乃至第
６項および第８項乃至第12項に記載されている。
および第７項から明らかとなる。方法および装置に対す
る好ましい特徴はそれぞれ特許請求の範囲第２項乃至第
６項および第８項乃至第12項に記載されている。
実施例 図面で電気的接続は太い線で表わされている。第１図に
於いて、光源１からの光は適当な光学系２（たとえば対
物レンズ）によつてフアイバー３の入力端に集光され
る。出力面を含むフアイバー終端部3aは装置４の上にの
せられている。装置４はこれをその軸に対して直角方向
に振動させる。装置４は電気音響変換器または圧電気装
置とすることができ、フアイバー終端部の運動に望まし
い周波数の発振器13に接続されている。
於いて、光源１からの光は適当な光学系２（たとえば対
物レンズ）によつてフアイバー３の入力端に集光され
る。出力面を含むフアイバー終端部3aは装置４の上にの
せられている。装置４はこれをその軸に対して直角方向
に振動させる。装置４は電気音響変換器または圧電気装
置とすることができ、フアイバー終端部の運動に望まし
い周波数の発振器13に接続されている。
このような周波数は測定電子系の特徴に応じて、たとえ
ば数十MHzから数千MHzの範囲になり得る。
ば数十MHzから数千MHzの範囲になり得る。
フアイバー３を出た光は第２の光学系５によつて集めら
れる。第２の光学系５はスクリーン６にフアイバー出力
面の画像を形成する。スクリーン６には振動方向ｘと伝
搬方向ｚに垂直に縦スリツト７が設けられている。フア
イバー３の振動により画像も同じ周波数で振動するの
で、立体フイルターとしてのスリツト７は時々刻々像の
違う部分を選択する。スリツト７を通過した光はもう１
つの光学系８によつて光検出器９を焦点として集光され
る。
れる。第２の光学系５はスクリーン６にフアイバー出力
面の画像を形成する。スクリーン６には振動方向ｘと伝
搬方向ｚに垂直に縦スリツト７が設けられている。フア
イバー３の振動により画像も同じ周波数で振動するの
で、立体フイルターとしてのスリツト７は時々刻々像の
違う部分を選択する。スリツト７を通過した光はもう１
つの光学系８によつて光検出器９を焦点として集光され
る。
光検出器の出力信号はパルス状の周期的信号であり、そ
の周波数は発振周波数に等しく、形状は電磁界分布によ
つてきまる。このような出力信号はサンプラー10に与え
られる。サンプラー10は偶数パルスを消去するように上
記出力信号の周期の２倍に等しい時間間隔で、パイス継
続時間に等しい時間の間、上記出力信号をサンプリング
する。このような回路はたとえば直列にに置かれよアナ
ログ・スイツチを制御する入力インピーダンスの高い単
安定マルチバイブレータで構成することができる。回路
10を出た信号は後述するように電磁界モーメントできま
る、信号の種々のスペクトル成分を送出するスペクトル
・アナライザ11または他の同等の装置に送られる。計算
システム12はこのようなモーメントの値、更に詳しくは
スポツト・サイズを計算する。振動運動周波数の半分の
周波数の周期的電気信号に関連して、該信号の発生が必
要不可欠である旨を本出願人は指摘したい。さもなけれ
ば、装置11或は15により実行されたスペクトル分析の係
数（該係数は測定すべきモーメントに関連する）は、ゼ
ロになるからである。
の周波数は発振周波数に等しく、形状は電磁界分布によ
つてきまる。このような出力信号はサンプラー10に与え
られる。サンプラー10は偶数パルスを消去するように上
記出力信号の周期の２倍に等しい時間間隔で、パイス継
続時間に等しい時間の間、上記出力信号をサンプリング
する。このような回路はたとえば直列にに置かれよアナ
ログ・スイツチを制御する入力インピーダンスの高い単
安定マルチバイブレータで構成することができる。回路
10を出た信号は後述するように電磁界モーメントできま
る、信号の種々のスペクトル成分を送出するスペクトル
・アナライザ11または他の同等の装置に送られる。計算
システム12はこのようなモーメントの値、更に詳しくは
スポツト・サイズを計算する。振動運動周波数の半分の
周波数の周期的電気信号に関連して、該信号の発生が必
要不可欠である旨を本出願人は指摘したい。さもなけれ
ば、装置11或は15により実行されたスペクトル分析の係
数（該係数は測定すべきモーメントに関連する）は、ゼ
ロになるからである。
光学系５をなくすことにより、すなわちフアイバー３を
出たビームを直接スクリーン６に集光することにより、
上述の装置を遠隔電磁界モーメントの測定に使うことが
できる。
出たビームを直接スクリーン６に集光することにより、
上述の装置を遠隔電磁界モーメントの測定に使うことが
できる。
次に本発明の基礎となる数学的関係について説明する。
簡単のため、ビームは半径方向に対称であるものとす
る。
簡単のため、ビームは半径方向に対称であるものとす
る。
フアイバー終端部が法則ｘ＝Ａ・sinωｔ（ω＝２π
ｆ）に従つて振動する場合、フアイバーから出る放射光
の（場合により近傍電磁界または遠隔電磁界に於ける）
強度をＩ（x,y）、スリツト幅をｓで表わせば、スリツ
ト７から出る放射光線強度は次式で表わされる（ｓが比
較的小さい場合、良好な近似となる）。
ｆ）に従つて振動する場合、フアイバーから出る放射光
の（場合により近傍電磁界または遠隔電磁界に於ける）
強度をＩ（x,y）、スリツト幅をｓで表わせば、スリツ
ト７から出る放射光線強度は次式で表わされる（ｓが比
較的小さい場合、良好な近似となる）。
光検出器９から出力される信号はＶ（ｔ）＝KI′（ｘ）
＝KI′（Asinωｔ）で表わされる。ここでＫは比例定数
である。
＝KI′（Asinωｔ）で表わされる。ここでＫは比例定数
である。
Ｉは半径方向に対称であるので、関数Ｉ′（ｘ）は明ら
かに偶関数であり、信号Ｖ（ｔ）は次のフーリエ級数で
表わすことができる。
かに偶関数であり、信号Ｖ（ｔ）は次のフーリエ級数で
表わすことができる。
係数Vnは次の式で表わされる。
Ｔ＝２π／ωは信号Ｖ（ｔ）の周期である。
式（３）の分子の積分は−T/4とT/4との間で計算され
る。装置10が存在するため−T/2と−T/4との間およびT/
4とT/2との間の区間ではＶ（ｔ）は零となるからであ
る。もし装置10が存在しなければ、積分区間は−T/2とT
/2との間となり、この区間でのcos nωｔの平均値が０
であることにより式（３）の分子が０となり、横モーメ
ントを求めることが出来ないくなってしまうのである。
る。装置10が存在するため−T/2と−T/4との間およびT/
4とT/2との間の区間ではＶ（ｔ）は零となるからであ
る。もし装置10が存在しなければ、積分区間は−T/2とT
/2との間となり、この区間でのcos nωｔの平均値が０
であることにより式（３）の分子が０となり、横モーメ
ントを求めることが出来ないくなってしまうのである。
式（３）の分母を計算し、積分変数ｔから空間変数ｘに
変えることにより、V1,V3に対して次の関係が得られ
る。
変えることにより、V1,V3に対して次の関係が得られ
る。
ここで＜x2＞は式∫Ｉ′（ｘ）x2dx/∫Ｉ′（ｘ）dxを
表わす。
表わす。
容易に次の関係が得られる。
そしてx,yの２つの方向での電磁界分布が同じであると
いうことを考慮に入れると、 ここで＜r2＞＝∫Ｉ（ｒ）r2dr/∫Ｉ（ｒ）drである。
いうことを考慮に入れると、 ここで＜r2＞＝∫Ｉ（ｒ）r2dr/∫Ｉ（ｒ）drである。
これらの関係からｘとｙにr cosφとr sinφという値を
代入することによつて式（１）で表わされた最も一般的
な場合に対して有効な関係が直ちに得られる。値＜r2＞
からW0が直ちに得られる。
代入することによつて式（１）で表わされた最も一般的
な場合に対して有効な関係が直ちに得られる。値＜r2＞
からW0が直ちに得られる。
高次モーメントを得るため、３次高調波より高次のＶ
（ｔ）の高調波を検討しなければならない。更に詳しく
は、４次モーメントを得るためV5を判定しなければなら
ない。V5は次式のように＜x4＞によつてきまる。
（ｔ）の高調波を検討しなければならない。更に詳しく
は、４次モーメントを得るためV5を判定しなければなら
ない。V5は次式のように＜x4＞によつてきまる。
これから次の関係が得られる。
ｘ＝r cosφを考慮に入れると、容易に＜x4＞＝8/3＜x4
＞であることがわかる。
＞であることがわかる。
上記の装置で測定を行なうため、スリツト７が近傍また
は遠隔の電磁界画像の中心になるように配置される。次
に発振器13を動作させる。スリツトに対して画像が移動
し、スリツトの選択した部分が光検出器によつて集光さ
れ、回路10を介してスペクトル・アナライザ11に与えら
れる。スペクトル・アナライザはV1,V3,V5の値を送出す
る。上記の値から、計算システムには上記の式を適用し
てスポツト・サイズと他の任意の所望モーメントの値を
求める。
は遠隔の電磁界画像の中心になるように配置される。次
に発振器13を動作させる。スリツトに対して画像が移動
し、スリツトの選択した部分が光検出器によつて集光さ
れ、回路10を介してスペクトル・アナライザ11に与えら
れる。スペクトル・アナライザはV1,V3,V5の値を送出す
る。上記の値から、計算システムには上記の式を適用し
てスポツト・サイズと他の任意の所望モーメントの値を
求める。
これまでの説明は発明を限定しない例として述べたに過
ぎず、発明の範囲を逸脱せずに変形や変更を加え得るこ
とは明らかである。更に詳しくは、振動装置４をフアイ
バー３の終端部と結合するかわりにスクリーン６と結合
することができる。近傍電磁界測定の場合は、装置４を
円筒状レンズ14（第２図）と結合し、このレンズ14をフ
アイバー３とスクリーンとの間に配置して、直径が基本
的にスリツト７の幅に対応するビームを通させるように
してもよい。このレンズは光フアイバー導管で構成する
ことができる。
ぎず、発明の範囲を逸脱せずに変形や変更を加え得るこ
とは明らかである。更に詳しくは、振動装置４をフアイ
バー３の終端部と結合するかわりにスクリーン６と結合
することができる。近傍電磁界測定の場合は、装置４を
円筒状レンズ14（第２図）と結合し、このレンズ14をフ
アイバー３とスクリーンとの間に配置して、直径が基本
的にスリツト７の幅に対応するビームを通させるように
してもよい。このレンズは光フアイバー導管で構成する
ことができる。
測定装置の一変形では第３図に示すようにスペクトル・
アナライザをロツクイン増幅器15に置き換えることがで
きる。このような増幅器はその動作のため、値を計算し
ているＶ（ｔ）の高調波と同じ周波数の信号を必要とす
る。この場合、発振器13は周波数Nf（Ｎは被測定モーメ
ントの最高次数）の発振器16に置き換えられる。発振器
16に結合された適当な分周器17は周波数f,3f,5f……の
信号を送出する。スイツチ18によつて増幅器15に測定に
必要な信号を供給することができる。注目すべきことは
第３図に示すスクリーン６の構成は遠隔電磁界測定に必
要なものであり、スクリーン６に変換器４が結合されて
いることである。
アナライザをロツクイン増幅器15に置き換えることがで
きる。このような増幅器はその動作のため、値を計算し
ているＶ（ｔ）の高調波と同じ周波数の信号を必要とす
る。この場合、発振器13は周波数Nf（Ｎは被測定モーメ
ントの最高次数）の発振器16に置き換えられる。発振器
16に結合された適当な分周器17は周波数f,3f,5f……の
信号を送出する。スイツチ18によつて増幅器15に測定に
必要な信号を供給することができる。注目すべきことは
第３図に示すスクリーン６の構成は遠隔電磁界測定に必
要なものであり、スクリーン６に変換器４が結合されて
いることである。
更に、光源１から放出されたビームを振動運動の周波数
の半分に等しい周波数の方形波で変調することにより、
検出器９の出力として運動の周波数の半分の周波数で発
生するパルスから成る周期的信号が直接得られる。した
がつてサンプラー10を除去することができる。
の半分に等しい周波数の方形波で変調することにより、
検出器９の出力として運動の周波数の半分の周波数で発
生するパルスから成る周期的信号が直接得られる。した
がつてサンプラー10を除去することができる。
フアイバーを通らないビームの測定については、スクリ
ーン６または光学系５が光源１から放出された光を直接
集光する。
ーン６または光学系５が光源１から放出された光を直接
集光する。
第１図はフアイバーから送出されるビームについて測定
を行なうための本発明による装置を示す。第２図および
第３図は２つの代案の部分図である。 符号の説明 １……光源、２……第１の光学系、３……フアイバー、
3a……フアイバー終端部、４……振動装置、５……第２
の光学系、６……スクリーン、７……スリツト、８……
第３の光学系、９……光検出器、10……サンプラー、11
……スペクトル・アナライザ、12……計算システム、13
……発振器、14……円筒状レンズ、15……増幅器、16…
…周波数Nfの発振器、17……分周器、18……スイツチ。
を行なうための本発明による装置を示す。第２図および
第３図は２つの代案の部分図である。 符号の説明 １……光源、２……第１の光学系、３……フアイバー、
3a……フアイバー終端部、４……振動装置、５……第２
の光学系、６……スクリーン、７……スリツト、８……
第３の光学系、９……光検出器、10……サンプラー、11
……スペクトル・アナライザ、12……計算システム、13
……発振器、14……円筒状レンズ、15……増幅器、16…
…周波数Nfの発振器、17……分周器、18……スイツチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピエトロ・デイ・ヴイタ イタリー国トリノ、チ・ソ・フランチア 357 (56)参考文献 特開 昭49−104690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139032（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−213206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−114725（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−15692（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (14)
- 【請求項１】光ビームを有する電磁界の強度分布の横モ
ーメントの測定方法であって、 光ビームをさえぎる立体フィルター（７）を有するスク
リーン（６）に向け、光ビームを発し、 上記光ビームを立体フィルター（７）を介し走査するた
めに、立体フィルター（７）及び光ビームの伝搬方向に
垂直な方向（Ｘ）に光ビームと立体フィルター（７）と
の間の相対的な正弦波状振動運動を発生し、 上記光ビームを電気信号に変換し、 上記電気信号を上記正弦波状振動運動の半分の周波数に
なるようにサンプリングし、 上記サンプリングした周期的電気信号のスペクトル成分
を測定し、 上記周期的電気信号の奇数高調波の強度の組合わせから
上記横モーメントを求める、該測定方法。 - 【請求項２】上記光ビームがスポツト・サイズを測定す
べき単一モードの光フアイバー（３）によつて案内され
るビームであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の方法。 - 【請求項３】軸がスリツトに平行で、基本的にスリツト
幅に対応する直径のビームを送出する円筒状レンズ（1
4）によつて、上記光ビームが立体フイルター（７）に
送出されることを特徴とする特許請求の範囲第１項また
は第２項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項４】フアイバー（３）の終端部（3a）をその軸
と直角な方向に振動させることにより、上記振動運動を
得ることを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項５】上記円筒状レンズ（14）を振動させること
によつて上記振動運動を得ることを特徴とする特許請求
の範囲第３項記載の方法。 - 【請求項６】まず最初に振動運動の周波数に等しい周波
数で生じるパルスで構成された中間の電気信号を発生
し、次に上記中間信号を上記信号の周期の２倍に等しい
時間間隔で、そしてパルス継続時間に等しい時間の間サ
ンプリングすることにより、上記周期的電気信号を得る
ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項７】振動運動の周波数の半分に等しい周波数を
有する方形波で光ビームを変調し、そして該変調された
光ビームを電気信号に変換する事により、上記周期的電
気信号を得ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜５
項のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項８】光ビームが有する電磁界の高度分布の横モ
ーメントの測定装置であって、 光ビームの発生源（１）、 上記光ビームをさえぎる立体フィルター（７）を有する
スクリーン（６）、 上記光ビームを立体フィルター（７）を介し走査するた
めに、立体フィルター（７）及び光ビームの伝搬方向に
垂直な方向（Ｘ）に光ビームと立体フィルター（７）と
の間の相対的な正弦波状振動運動を発生する手段（４、
13;4、16、17）、 上記光ビームを電気信号に変換するための手段（９）、 上記電気信号を上記正弦波状振動運動の半分の周波数に
なるようにサンプリングするための手段（10）、 上記サンプリングした周期的電気信号のスペクトル成分
を測定するための手段（11;15）、および上記周期的電
気信号の奇数高調波の強度の組合わせから上記横モーメ
ントを求めるための計算システム（12） を含む、該測定装置。 - 【請求項９】光ビーム発生源（１）とスクリーンとの間
に配置された単一モードの光フアイバー（３）がスクリ
ーン（６）に向けてビームを案内し、そして周期的信号
をスペクトル成分に分割するための手段（11）は基本波
成分と第３次高調波成分の振幅値を計算システム（12）
に供給し、計算システム（12）はこのような値からフア
イバー（３）より放出するビームのスポツト・サイズを
求めることを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装
置。 - 【請求項１０】軸が立体フイルター（７）と平行になつ
ている円筒状レンズ（14）がスクリーン（６）の手前に
配置され、そして基本的にスリツト幅に対応する直径の
ビームを立体フイルター（７）を送出する事を特徴とす
る特許請求の範囲第８項または第９項のいずれかに記載
の装置。 - 【請求項１１】上記振動運動を発生する手段（4,13;4,1
6,17）がフアイバー（３）と結合され、そしてその軸に
対して直角方向にフアイバー終端部（3a）を振動させる
事を特徴とする特許請求の範囲第８項または第９項のい
ずれかに記載の装置。 - 【請求項１２】振動運動を発生する手段（4,13;4,16,1
7）が円筒状レンズ（14）と結合され、そしてスクリー
ン（６）と平行な平面内でその軸と直角な方向に該円筒
状レンズを振動させる事を特徴とする特許請求の範囲第
10項記載の装置。 - 【請求項１３】周期的信号を発生するための手段は、変
換手段（９）の出力に接続されたサンプラー（10）を含
んでおり、振動運動の周期の２倍に等しい時間間隔で且
つパルス継続時間に等しい時間の間、変換手段の出力信
号をサンプリングする事を特徴とする特許請求の範囲第
８〜12項のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１４】周期的信号を発生するための手段は、上
記ビームを変調するため光ビームの発生源（１）に結合
された振動運動の周波数の半分の周波数の方形発生源を
含む事を特徴とする特許請求の範囲第８〜12項のいずれ
か１項に記載の装置。
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|---|---|---|---|
| IT68224/84A IT1179854B (it) | 1984-12-10 | 1984-12-10 | Procedimento ed apparecchiatura per la misura dei momenti trasversali del campo elettromagnetico associato a un fascio ottico |
| IT68224-A/84 | 1984-12-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61139728A JPS61139728A (ja) | 1986-06-27 |
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1985
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