JPS5815055B2 - 光ファイバ用プリフォ−ムの検査方法 - Google Patents
光ファイバ用プリフォ−ムの検査方法Info
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- JPS5815055B2 JPS5815055B2 JP15322578A JP15322578A JPS5815055B2 JP S5815055 B2 JPS5815055 B2 JP S5815055B2 JP 15322578 A JP15322578 A JP 15322578A JP 15322578 A JP15322578 A JP 15322578A JP S5815055 B2 JPS5815055 B2 JP S5815055B2
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- Japan
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- preform
- optical fiber
- refractive index
- index distribution
- inspection method
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバ用プリフォームの検査方法に係り、
ことにプリフォームを破壊することなく簡便に検査する
ことのできる検査方法に関する。
ことにプリフォームを破壊することなく簡便に検査する
ことのできる検査方法に関する。
近年、光ファイバは新しい通信用伝送媒体として注目さ
れている。
れている。
光ファイバの伝送帯域は光ファイバの屈折率分布形状に
よって大きく左右されることがよく知られている。
よって大きく左右されることがよく知られている。
光ファイバは通常、ＭＣＶＤ法やＷＡＤ法と呼ばれる方
法によって作製されたプリフォームと呼ばれる断面円形
のガラス棒を高温に熱して紡糸することによって得られ
る。
法によって作製されたプリフォームと呼ばれる断面円形
のガラス棒を高温に熱して紡糸することによって得られ
る。
したがって伝送帯域の広い高品質な光ファイバを得るた
めには、紡糸に先だってプリフォームの段階で屈折率分
布形状を検査する技術が重要となってくる。
めには、紡糸に先だってプリフォームの段階で屈折率分
布形状を検査する技術が重要となってくる。
従来、光フアイバ用プリフォームの屈折率測定方法とし
ては、例えばプリフォームの端部を薄い円板状に切り取
り、干渉顕微鏡を用いて測定する方法が知られていた。
ては、例えばプリフォームの端部を薄い円板状に切り取
り、干渉顕微鏡を用いて測定する方法が知られていた。
しかしこの方法は破壊検査であり、プリフォームの長手
方向の屈折率分布形状の変動を測定しようとすると、プ
リフォームを各場所において切断しなければならず、そ
の後の光ファイバの紡糸が全く不可能となる欠点があっ
た。
方向の屈折率分布形状の変動を測定しようとすると、プ
リフォームを各場所において切断しなければならず、そ
の後の光ファイバの紡糸が全く不可能となる欠点があっ
た。
プリフォームの非破壊検査法としては、プリフォームの
側方から光を照射し、散乱光が形成する干渉バタンから
プリフォームの構造を算出するいわゆる中央面結像干渉
バタン法が知られているが、この方法にあっては当該方
法を実施する装置の構成が複雑であり、また干渉バタン
からプリフォームの構造を算出するのに複雑な演算を要
し、さらにプリフォームが太い場合には光線の曲がりな
どにより誤差が大きくなる等の不具合があった。
側方から光を照射し、散乱光が形成する干渉バタンから
プリフォームの構造を算出するいわゆる中央面結像干渉
バタン法が知られているが、この方法にあっては当該方
法を実施する装置の構成が複雑であり、また干渉バタン
からプリフォームの構造を算出するのに複雑な演算を要
し、さらにプリフォームが太い場合には光線の曲がりな
どにより誤差が大きくなる等の不具合があった。
本発明はプリフォーム中に存在する残留応力に着目し、
この残留応力を光学的手段によって検出することにより
屈折率分布形状を測定することを特徴とし、その目的は
上記した従来法の不具合を除去し、光フアイバ用プリフ
ォームの非破壊検査方法を提供することにある。
この残留応力を光学的手段によって検出することにより
屈折率分布形状を測定することを特徴とし、その目的は
上記した従来法の不具合を除去し、光フアイバ用プリフ
ォームの非破壊検査方法を提供することにある。
以下、本発明の検査方法を図に基づいて詳述する。
第１図は本発明の原理を示す説明図である。光ファイバ
の伝送特性が最良となるような屈折率分布形状を形成す
ることを目的として、プリフォームに添加するいわゆる
ドーパントの濃度に適当な分布を与えている。
の伝送特性が最良となるような屈折率分布形状を形成す
ることを目的として、プリフォームに添加するいわゆる
ドーパントの濃度に適当な分布を与えている。
そして熱膨張係数のＳ ｉｏ ２ガラスとの差はドーパ
ント濃度にほぼ比例した関係にある。
ント濃度にほぼ比例した関係にある。
そのため第１図において、プリフォーム１を構成してい
るコア部ｌａ、クラッド部１ｂは熱膨張係数が異なり、
プリフォーム製造上の理由により、室温ではプリフォー
ム１中に残留応力σｒｒ、σθθ、σ２□が発生し工い
る。
るコア部ｌａ、クラッド部１ｂは熱膨張係数が異なり、
プリフォーム製造上の理由により、室温ではプリフォー
ム１中に残留応力σｒｒ、σθθ、σ２□が発生し工い
る。
ここにσｒｒｌσθθ、σ２□は円筒座標でｒ、θ、Ｚ
方向の応力を示している。
方向の応力を示している。
したがって、プリフォーム中の残留応力の分布を側方か
ら光学的手段によって検出して熱膨張係数の分布を求め
ることにより、屈折率分布形状を非破壊的に求めること
ができる。
ら光学的手段によって検出して熱膨張係数の分布を求め
ることにより、屈折率分布形状を非破壊的に求めること
ができる。
残留応力を光学的手段によって検出するには、いわゆる
光弾性効果を利用するのが簡便である。
光弾性効果を利用するのが簡便である。
プリフォーム１中の残留応力によって生じた光弾性効果
のために、第１図において、符号３の方向（紙面に垂直
な方向）の電界振動方向を持つ偏光と、矢印４の方向の
電界振動を持つ偏光とは屈折率が異なり、それ故プリフ
ォーム１は光学的異方体として振舞う。
のために、第１図において、符号３の方向（紙面に垂直
な方向）の電界振動方向を持つ偏光と、矢印４の方向の
電界振動を持つ偏光とは屈折率が異なり、それ故プリフ
ォーム１は光学的異方体として振舞う。
このため、プリフォーム１を矢印２方向に通過する光に
関しては、符号３の方向の電界振動方向を持つ偏光と、
矢印４の方向の電界振動を持つ偏光との間の位相差δ（
Ｘ）は次の式で表わすことができる。
関しては、符号３の方向の電界振動方向を持つ偏光と、
矢印４の方向の電界振動を持つ偏光との間の位相差δ（
Ｘ）は次の式で表わすことができる。
ここで２ｂは外径、λは光の波長、Ｃは光弾性定数であ
る。
る。
クラッド部が均一な組成でコア部が任意の軸対称な組成
を持つプリフォームの場合には（１）式は、 と書き下せる。
を持つプリフォームの場合には（１）式は、 と書き下せる。
ここでα（ｒ）はコア部の熱膨張係数、α２はクラッド
部の熱膨張係数であり、Ｄはポアソン比、ヤング率、光
弾性係数を含む定数である。
部の熱膨張係数であり、Ｄはポアソン比、ヤング率、光
弾性係数を含む定数である。
（２）式はα（ｒ）について解くことができ、と書き直
せる。
せる。
ここでｆ （Ｘ）は次式で与えられる。したがって、光
線の入射位置Ｘを変えながら位相差δ（Ｘ）を測定する
ことにより（３）式から熱膨張係数分布を求めることが
できる。
線の入射位置Ｘを変えながら位相差δ（Ｘ）を測定する
ことにより（３）式から熱膨張係数分布を求めることが
できる。
なおＦはＸ＝ａでのδ（Ｘ）の測定値から求められる定
数である。
数である。
第２図は本発明法を実施する装置の一実施例を示す構成
図である。
図である。
なお１は被検査体のプリフォームを示す。
このプリフォーム１は透明容器１０の中のマツチングオ
イル９の中に保持されている。
イル９の中に保持されている。
Ｈｅ−Ｎｅレーザ光源５からの光線は半波長板６によっ
てＸ方向の直線偏光にされた後、偏光子７を通過し、レ
ンズ８によって収束され、矢印１５に示すようにプリフ
ォーム１の側方から入り、スリット１１と４分の１波長
板１２、検光子１３を通過する。
てＸ方向の直線偏光にされた後、偏光子７を通過し、レ
ンズ８によって収束され、矢印１５に示すようにプリフ
ォーム１の側方から入り、スリット１１と４分の１波長
板１２、検光子１３を通過する。
ついで透過したＨｅ−Ｎｅ線は光検出器１４で強度が検
出される。
出される。
最初に偏光子γの偏向方向はＸ軸に対し４５°の角度に
配置させ、４分の１波長板１２と検光子１３はプリフォ
ーム１を取り除いたときに光検出器１４の出力が０にな
るようにしておく。
配置させ、４分の１波長板１２と検光子１３はプリフォ
ーム１を取り除いたときに光検出器１４の出力が０にな
るようにしておく。
この状態でプリフォーム１を挿入すると、プリフォーム
１中の残留応力のために偏光子Ｉを通過したレーザ光の
Ｘ成分とＺ成分の間に（２）式に従って位相差が生じる
ので、プリフォーム１を通過する際に偏向面が回転し、
レーザ光の一部は検光子１３を通過し、光検出器１４の
出力は０でなくなる。
１中の残留応力のために偏光子Ｉを通過したレーザ光の
Ｘ成分とＺ成分の間に（２）式に従って位相差が生じる
ので、プリフォーム１を通過する際に偏向面が回転し、
レーザ光の一部は検光子１３を通過し、光検出器１４の
出力は０でなくなる。
このとき検光子１３の偏向方向をδ（Ｘ）／２だけ回転
させると出力が再びＯになるため、この回転角によって
位相差δ（Ｘ）を知ることができる。
させると出力が再びＯになるため、この回転角によって
位相差δ（Ｘ）を知ることができる。
このような構成においてプリフォーム１をＸ方向に移動
させつつ回転角を測定すれば、（３）式によって熱膨張
係数分布を求めることができ、さらにそれによって屈折
率分布形状を知ることができるまたＺ方向にプリフォー
ム１を移動しながら上記の測定を繰り返すことにより、
プリフォーム１の軸方向の屈折率分布形状の変動を容易
に検出することができる。
させつつ回転角を測定すれば、（３）式によって熱膨張
係数分布を求めることができ、さらにそれによって屈折
率分布形状を知ることができるまたＺ方向にプリフォー
ム１を移動しながら上記の測定を繰り返すことにより、
プリフォーム１の軸方向の屈折率分布形状の変動を容易
に検出することができる。
ＭＣＶＤ法で作製された階段形層折率分布を持つ母材（
コア部がＧｅＯ２ドープＳ ｉ Ｏ２ガラス、クラッド
部がＳｉＯ２ガラスから成る）についての測定結果を示
すグラフを第３図に、またグレーデッド形屈折率分布を
持つ母材（コア部がＧｅＯ２ドープＳｉＯ２ガラス、ク
ラッド部は二層で構成されそれぞれＢ２Ｏ３ドープＳｉ
Ｏ２ガラス、ＳｉＯ２ガラスから成る）についての測定
結果を示すグラフを第４図に示す。
コア部がＧｅＯ２ドープＳ ｉ Ｏ２ガラス、クラッド
部がＳｉＯ２ガラスから成る）についての測定結果を示
すグラフを第３図に、またグレーデッド形屈折率分布を
持つ母材（コア部がＧｅＯ２ドープＳｉＯ２ガラス、ク
ラッド部は二層で構成されそれぞれＢ２Ｏ３ドープＳｉ
Ｏ２ガラス、ＳｉＯ２ガラスから成る）についての測定
結果を示すグラフを第４図に示す。
これらの図において白点て示す１６ａ１６ｂは測定され
た位相差データ、実線で示す１７ａ、１７ｂは、測定終
了後に干渉顕微鏡による破壊検査法によって求めた屈折
率分布形状であり、これらの値は±５％の精度で一致し
ている。
た位相差データ、実線で示す１７ａ、１７ｂは、測定終
了後に干渉顕微鏡による破壊検査法によって求めた屈折
率分布形状であり、これらの値は±５％の精度で一致し
ている。
特にプリフォーム軸方向の分布形状の相対変化について
は、±２％の精度で一致している。
は、±２％の精度で一致している。
なお本発明法は上記の第２図において説明した方法に限
定されるものではなく、例えばこの第２図において、レ
ンズ８およびスリット１１を取り除き、検光子１３の配
置を固定したままでレーザ光線をＸ方向に走査し、検光
子１３の通過後の光強度分布を光検出器１４あるいは工
業用テレビカメラで検出することによって位相差分布を
測定する等の方法も有効である。
定されるものではなく、例えばこの第２図において、レ
ンズ８およびスリット１１を取り除き、検光子１３の配
置を固定したままでレーザ光線をＸ方向に走査し、検光
子１３の通過後の光強度分布を光検出器１４あるいは工
業用テレビカメラで検出することによって位相差分布を
測定する等の方法も有効である。
以上述べたように本発明の光フアイバ用プリフォームの
検査方法は、プリフォーム中の残留応力をプリフォーム
の側方から光学的手段によって検出し、これによってプ
リフォームの屈折率分布形状を測定するようにしたので
、プリフォームを破壊することなく簡便にこのプリフォ
ームの構造を検査することができ、またプリフォームの
軸方向の変動も容易に検査することのできる効果がある
。
検査方法は、プリフォーム中の残留応力をプリフォーム
の側方から光学的手段によって検出し、これによってプ
リフォームの屈折率分布形状を測定するようにしたので
、プリフォームを破壊することなく簡便にこのプリフォ
ームの構造を検査することができ、またプリフォームの
軸方向の変動も容易に検査することのできる効果がある
。
さらに本発明によれば、プリフォームの段階で光ファイ
バの屈折率分布を知ることができるので、製造条件や紡
糸条件に直ちにフィードバックすることが可能になり、
特性のすぐれた均質な光フアイバ作製に貢献するところ
が大である。
バの屈折率分布を知ることができるので、製造条件や紡
糸条件に直ちにフィードバックすることが可能になり、
特性のすぐれた均質な光フアイバ作製に貢献するところ
が大である。
第１図は本発明の光フアイバ用プリフォームの検査方法
の原理を示す説明図、第２図は本発明法を実施する装置
の一実施例を示す構成図、第３図はＭＣＶＤ法で作製さ
れた階段形層折率分布を持つ母材についての測定結果を
示すグラフ、第４図はグレーデッド形屈折率分布を持つ
母材についての測定結果を示すグラフである。 １・・・・・・プリフォーム、１ａ・・・・・・コア部
、１ｂ・・・・・・クラッド部、５・・・・・・Ｈｅ−
Ｎｅレーザ光線、６・・・・・・半波長板、７・・・・
・・偏光子、８・・・・・・レンズ、９・・・・・・マ
ツチングオイル、１０・・・・・・透明容器、１１・・
・・・・スリット、１２・・・・・・１波長板、１３・
・・・・・検光子、１４・・・・・・光検出器、１６ａ
、１６ｂ・・・・・・測定された位相差データ、１７ａ
、１７ｂ・・・・・・干渉顕微鏡による破壊検査法によ
って求めた屈折率分布形状。
の原理を示す説明図、第２図は本発明法を実施する装置
の一実施例を示す構成図、第３図はＭＣＶＤ法で作製さ
れた階段形層折率分布を持つ母材についての測定結果を
示すグラフ、第４図はグレーデッド形屈折率分布を持つ
母材についての測定結果を示すグラフである。 １・・・・・・プリフォーム、１ａ・・・・・・コア部
、１ｂ・・・・・・クラッド部、５・・・・・・Ｈｅ−
Ｎｅレーザ光線、６・・・・・・半波長板、７・・・・
・・偏光子、８・・・・・・レンズ、９・・・・・・マ
ツチングオイル、１０・・・・・・透明容器、１１・・
・・・・スリット、１２・・・・・・１波長板、１３・
・・・・・検光子、１４・・・・・・光検出器、１６ａ
、１６ｂ・・・・・・測定された位相差データ、１７ａ
、１７ｂ・・・・・・干渉顕微鏡による破壊検査法によ
って求めた屈折率分布形状。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 棒状の光フアイバ用プリフォームの内部に存在する
残留応力を該プリフォームの側方から光学的手段によっ
て検出し、この検出された残留応力によって該プリフォ
ームの屈折率分布形状を測定することを特徴とする光フ
アイバ用プリフォームの検査方法。 ２ 光学的手段による検出は、偏光がプリフォームを通
過する際の偏光面の回転によることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の光フアイバ用プリフォームの検査
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15322578A JPS5815055B2 (ja) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | 光ファイバ用プリフォ−ムの検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15322578A JPS5815055B2 (ja) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | 光ファイバ用プリフォ−ムの検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5580034A JPS5580034A (en) | 1980-06-16 |
| JPS5815055B2 true JPS5815055B2 (ja) | 1983-03-23 |
Family
ID=15557783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15322578A Expired JPS5815055B2 (ja) | 1978-12-13 | 1978-12-13 | 光ファイバ用プリフォ−ムの検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5815055B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6128648U (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | オムロン株式会社 | 伝票処理装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100424476B1 (ko) * | 2002-07-09 | 2004-03-25 | 삼성전자주식회사 | 광섬유 모재의 잔류 응력 측정장치 |
| KR100442668B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 광섬유의 잔류응력 측정장치 |
-
1978
- 1978-12-13 JP JP15322578A patent/JPS5815055B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6128648U (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-20 | オムロン株式会社 | 伝票処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5580034A (en) | 1980-06-16 |
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