JPS58178239A - コア構造検査法 - Google Patents
コア構造検査法Info
- Publication number
- JPS58178239A JPS58178239A JP58051782A JP5178283A JPS58178239A JP S58178239 A JPS58178239 A JP S58178239A JP 58051782 A JP58051782 A JP 58051782A JP 5178283 A JP5178283 A JP 5178283A JP S58178239 A JPS58178239 A JP S58178239A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- preform
- fiber
- refractive index
- core
- light
- Prior art date
- 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.)
- Granted
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/412—Index profiling of optical fibres
Landscapes
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、元ファイバならびにファイバプリフォームの
ような透明棒の内部構造を横歪する方法に関する。
ような透明棒の内部構造を横歪する方法に関する。
発明の背景
光ファイバならびにファイバプリフォームの内部構造を
定量的に評価する技術は、米国特許第４，１６１，６５
６号ならびに同第！４．１８１，４３３号に記載されて
いる。これらの技術、及び以下に述べるべきものとが光
ファイバとファイバプリフォームとの両者に対して等し
く適用可能な技術であるので、元ファイバ、あるいはフ
ァイバプリフォームと云う術語のうちのいづれか、ある
いは１フアイバプレフオーム”と云う術語を、両者を指
すのに１更うことにする。
定量的に評価する技術は、米国特許第４，１６１，６５
６号ならびに同第！４．１８１，４３３号に記載されて
いる。これらの技術、及び以下に述べるべきものとが光
ファイバとファイバプリフォームとの両者に対して等し
く適用可能な技術であるので、元ファイバ、あるいはフ
ァイバプリフォームと云う術語のうちのいづれか、ある
いは１フアイバプレフオーム”と云う術語を、両者を指
すのに１更うことにする。
上記第４，１６１，６５６号の明細書においては、屈折
率プロファイル全傾斜させるのに使用する屈折率変更の
だめの添加剤により生起する螢元金測定している。これ
と交互に、螢光生起の紫外線（ＵＶ）の恋加物による吸
収も測定している。第４，１８１，４３３号の明細書に
おいては、ファイバプリフォームコア領域により焦点を
結んだような入射光の強度分布を６川疋している。
率プロファイル全傾斜させるのに使用する屈折率変更の
だめの添加剤により生起する螢元金測定している。これ
と交互に、螢光生起の紫外線（ＵＶ）の恋加物による吸
収も測定している。第４，１８１，４３３号の明細書に
おいては、ファイバプリフォームコア領域により焦点を
結んだような入射光の強度分布を６川疋している。
解決ｒべき問題
正確な結果のため、これらの技術においてはいずれも、
ファイバプリフォームのコアに入射する輻射光はよくコ
リメートされた一様な波でなければならないことが要求
される。
ファイバプリフォームのコアに入射する輻射光はよくコ
リメートされた一様な波でなければならないことが要求
される。
しかしながら、囲んでいるクラッド層の強力な焦点作用
ゆえに、照射光ビームの平面性を保持するため、ならび
に完全なコア領域全観察するために屈折率整合用流体（
ｉｎｄｅｘｉｎｇ−ｍａｔｃｈｉｎｇ ｔｌｕｉｄ）中
にファイバプリフォームを浸漬する必要があると考えら
れてた。斯かる浸漬々しには、クラッド層の強い焦点作
用があると、コアを横切る尖鋭に発散した光を集光する
合理的な大きさのレンズを観察することは不可能である
。
ゆえに、照射光ビームの平面性を保持するため、ならび
に完全なコア領域全観察するために屈折率整合用流体（
ｉｎｄｅｘｉｎｇ−ｍａｔｃｈｉｎｇ ｔｌｕｉｄ）中
にファイバプリフォームを浸漬する必要があると考えら
れてた。斯かる浸漬々しには、クラッド層の強い焦点作
用があると、コアを横切る尖鋭に発散した光を集光する
合理的な大きさのレンズを観察することは不可能である
。
整合用流体（ｍａｔｃｈｉｎｇ ｔｌｕｉｄ）の使用に
関連した問題は、高屈折率（すなわち１．６以上）を有
する使用上便利な低損失流体が得難いことである。問題
は、必要な高屈折率を有する重い流体が有毒である傾向
にあり、それゆえ取扱いが困難なことである。最後に、
必安な整合流体が得られる場合でさえも、不便なばかり
でなく、プリフォームに引っかき傷を作る可能性が常に
あり、さらに流体で清浄されている場合にはプレフォー
ムを損傷させる可能性が常にある。
関連した問題は、高屈折率（すなわち１．６以上）を有
する使用上便利な低損失流体が得難いことである。問題
は、必要な高屈折率を有する重い流体が有毒である傾向
にあり、それゆえ取扱いが困難なことである。最後に、
必安な整合流体が得られる場合でさえも、不便なばかり
でなく、プリフォームに引っかき傷を作る可能性が常に
あり、さらに流体で清浄されている場合にはプレフォー
ムを損傷させる可能性が常にある。
発明の要約
本願発明（二おいて、屈折率整合用流体の必要性がダイ
パージングビーム（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇｌ）ｅａｍ ）
でロッド（例えばファイバプリフォーム）を照射す
ることにより除かれることである。
パージングビーム（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇｌ）ｅａｍ ）
でロッド（例えばファイバプリフォーム）を照射す
ることにより除かれることである。
実施例の説明
図面を参照すれば、第１図は低屈折率材料の外側層１２
により取り囲まれた内側コア領域１１を含む光フアイバ
プレフォーム１０の断面を示す図である。（プリフォー
ムのなかには２層以上のクラッドで作られているものも
ある。しかしながら９本発明を説明するためには単一ク
ラッド形プリフォームを図示しである。）コアは一定の
屈折率を有する一様な材料で作ることができる。また、
コアはステップインデックス形またはグレードインデッ
クス形のプレフォームを生成するための同一、あるいは
異なった屈折率を有する複数の材料層を蒸着することに
より製造することもできる。
により取り囲まれた内側コア領域１１を含む光フアイバ
プレフォーム１０の断面を示す図である。（プリフォー
ムのなかには２層以上のクラッドで作られているものも
ある。しかしながら９本発明を説明するためには単一ク
ラッド形プリフォームを図示しである。）コアは一定の
屈折率を有する一様な材料で作ることができる。また、
コアはステップインデックス形またはグレードインデッ
クス形のプレフォームを生成するための同一、あるいは
異なった屈折率を有する複数の材料層を蒸着することに
より製造することもできる。
プリフォームを形成するのに如何なるプロセスが使用さ
れていようとも、そのプロセスから引上げることができ
るファイバはプリフォームそれ自身よりも良くない。従
って、釜≠≠ファイバを引く前に検罹されるプリフォー
ムを引きあげファイバの内部構造全決定することが本質
的である。これは上記特許明細止・に記載しであるよう
な、種々の方法により実施できる。典型的にはコアとク
ラッド層との屈折率の最大の相違量はわずか数百優にす
ぎなく、コアとクラッド層との境界における屈折は非常
に小さい。しかしながら、クラッド層と空気のようなり
ラッドを取巻く大気との間では屈折率にかなりの相違が
存在する。
れていようとも、そのプロセスから引上げることができ
るファイバはプリフォームそれ自身よりも良くない。従
って、釜≠≠ファイバを引く前に検罹されるプリフォー
ムを引きあげファイバの内部構造全決定することが本質
的である。これは上記特許明細止・に記載しであるよう
な、種々の方法により実施できる。典型的にはコアとク
ラッド層との屈折率の最大の相違量はわずか数百優にす
ぎなく、コアとクラッド層との境界における屈折は非常
に小さい。しかしながら、クラッド層と空気のようなり
ラッドを取巻く大気との間では屈折率にかなりの相違が
存在する。
シリカのプリフォームに対して、クラッド層の屈折率は
１．４６である。それゆえ、空気とクラッド層との間の
境界においてかなりの屈折がある。これは第１図に示し
てあり、第１図は、プリフォーム１０に入射する平面波
に関連して並行光線がクラッド層に与える影響を示すも
のである。理解できるように、入射光は空気とクラッド
層との境界で屈折し、その結果、強く収斂したビームと
してコアに入射する。上に示すように、コアのプロファ
イルを正確に測定することは満足できない。
１．４６である。それゆえ、空気とクラッド層との間の
境界においてかなりの屈折がある。これは第１図に示し
てあり、第１図は、プリフォーム１０に入射する平面波
に関連して並行光線がクラッド層に与える影響を示すも
のである。理解できるように、入射光は空気とクラッド
層との境界で屈折し、その結果、強く収斂したビームと
してコアに入射する。上に示すように、コアのプロファ
イルを正確に測定することは満足できない。
通常、屈折率整合用流体を使用して、外側の境界での光
の屈折を避ける。第２図に示す構成においては、発散性
ビーム（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇｂｅａｍ） ｋ使ってプリ
フォームを照射する。プリフォーム１０の対応する部分
は第１図と同一の番号は同一のものを指している第２図
はプリフォームに照射される発散光１４全示しα ている。この構成においては、並行光線がコア領域内で
並行となるように、空気とクラッド層との間の境界で屈
折が湾曲する。半径Ｒのプレフォームと、屈折率旦とに
対して、等しい点光源１５がプレフォームの中心から下
記の距離りの点に置かれている場合には斯かる並行光が
発生する。すなわち、 −１ 第３図に示すように、距離Ｓの点でプリフォームの長手
軸２ ／ ＋ ２ ／に並行に長手軸２−２が整列して
いる円形の円筒ロッドレンズにより便宜的に得られてい
る。レンズ３ｏの半径及び屈折率とプリフォーム３１の
半径及び屈折率’ＣＲＩ Ｘｎｔ及びＲ２、ｎ２とそれ
ぞれ表わしプリフォーム内の入射光３２０角度αは以下
の式で表わされる。
の屈折を避ける。第２図に示す構成においては、発散性
ビーム（ｄｉｖｅｒｇｉｎｇｂｅａｍ） ｋ使ってプリ
フォームを照射する。プリフォーム１０の対応する部分
は第１図と同一の番号は同一のものを指している第２図
はプリフォームに照射される発散光１４全示しα ている。この構成においては、並行光線がコア領域内で
並行となるように、空気とクラッド層との間の境界で屈
折が湾曲する。半径Ｒのプレフォームと、屈折率旦とに
対して、等しい点光源１５がプレフォームの中心から下
記の距離りの点に置かれている場合には斯かる並行光が
発生する。すなわち、 −１ 第３図に示すように、距離Ｓの点でプリフォームの長手
軸２ ／ ＋ ２ ／に並行に長手軸２−２が整列して
いる円形の円筒ロッドレンズにより便宜的に得られてい
る。レンズ３ｏの半径及び屈折率とプリフォーム３１の
半径及び屈折率’ＣＲＩ Ｘｎｔ及びＲ２、ｎ２とそれ
ぞれ表わしプリフォーム内の入射光３２０角度αは以下
の式で表わされる。
こ＼で、
Ｙｌはひとつの入射光と、軸ｚ −ＺＸＺ’−Ｚ’によ
り規定された平面との間の距離である。
り規定された平面との間の距離である。
プレフォームの内部でコリメートされるべき光線に対し
ては、αは零に等しくなり、そこレンズとプレフォーム
とが同一材料（ｎｔ ＝ｎ２＝ｎ）で作られているよう
な特殊な場合には、式（３）は となる。
ては、αは零に等しくなり、そこレンズとプレフォーム
とが同一材料（ｎｔ ＝ｎ２＝ｎ）で作られているよう
な特殊な場合には、式（３）は となる。
もしし′ズとプレ７−−”とが同一の半径を有しＲ，＝
Ｒ２＝Ｒであるならば、 が得られる。
Ｒ２＝Ｒであるならば、 が得られる。
不幸にして、円形レンズは良好に規定された単一の焦点
金有していないという意味では良好なレンズではない。
金有していないという意味では良好なレンズではない。
これを第４図に図示するが、第４図は整合レンズ（ｍａ
ｔｃｈｉｎｇｌｅｎｓ） ４０が入射光ビームに与える
焦点効果を示すものである。理解されるように、（収斂
光線（ｃｏｕｖｅｒｇｉｎｇ ｒａｙｓ ）は単一の点
で分割されず、その代りに区間４１にわたって分割され
ている。さらに、入射光上受けることができず、それゆ
えこの技術により観ることができないプレフォーム４２
の部分４４．４４’カする。その期間を確めるために、
プレフォームに対して接する光線４５を考えてみる。
ｔｃｈｉｎｇｌｅｎｓ） ４０が入射光ビームに与える
焦点効果を示すものである。理解されるように、（収斂
光線（ｃｏｕｖｅｒｇｉｎｇ ｒａｙｓ ）は単一の点
で分割されず、その代りに区間４１にわたって分割され
ている。さらに、入射光上受けることができず、それゆ
えこの技術により観ることができないプレフォーム４２
の部分４４．４４’カする。その期間を確めるために、
プレフォームに対して接する光線４５を考えてみる。
小さな入射角で光線がプリフォームに入るとは云え、大
きな入射角では入ることができない。それゆえ、影の領
域４４．４４’は照射されないでいる。さらに、比較的
大きいこれらの入射角で入射する光線は角度α−０でプ
レフォームに’Ｆｌｊ（切らない。これらの理由により
、外側のクラッド層の半径Ｒ２に比べて小さなコア半径
ｒｆ有するプレフォームとファイバとに対して、この技
術全便用することンζ制限を加えることは有利である。
きな入射角では入ることができない。それゆえ、影の領
域４４．４４’は照射されないでいる。さらに、比較的
大きいこれらの入射角で入射する光線は角度α−０でプ
レフォームに’Ｆｌｊ（切らない。これらの理由により
、外側のクラッド層の半径Ｒ２に比べて小さなコア半径
ｒｆ有するプレフォームとファイバとに対して、この技
術全便用することンζ制限を加えることは有利である。
実際の制限は
により与えられる。
この領域の範囲内で、プリフォーム軸の近傍では、ビー
ムは良好にコリメートされ、コアはさえぎられた領域４
４．４４’から良好に取除かれる。
ムは良好にコリメートされ、コアはさえぎられた領域４
４．４４’から良好に取除かれる。
実施例
第５図〜・第８図は、種々の相対寸法と間隙とを有する
整合レンズとプリフォームとに対して計算した光線の軌
跡を示す図である。屈折率ｎｌ及びｎ２はすべての場合
に等しく、１．４６に等しい。
整合レンズとプリフォームとに対して計算した光線の軌
跡を示す図である。屈折率ｎｌ及びｎ２はすべての場合
に等しく、１．４６に等しい。
第５図の実施例において、半径Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ及び間隙
ＳはＳ／Ｒ＝４．７８である。この場合に対して、光軸
０−０の近傍で光線は、プリフォームにおいて良好にコ
リメートされているとみられる。この条件は、第６図な
らびに第７図に示すように、プリフォーム半径よりもレ
ンズ半径が太きいか、あるいは小さい場合に対しても得
ることができる。
ＳはＳ／Ｒ＝４．７８である。この場合に対して、光軸
０−０の近傍で光線は、プリフォームにおいて良好にコ
リメートされているとみられる。この条件は、第６図な
らびに第７図に示すように、プリフォーム半径よりもレ
ンズ半径が太きいか、あるいは小さい場合に対しても得
ることができる。
対照的に、第８図は未だ有用であるとは云え、プリフォ
ームの内部でわずかに光線が発散する条件を導びくよう
な不満足なパラメータ選択を示すものである。
ームの内部でわずかに光線が発散する条件を導びくよう
な不満足なパラメータ選択を示すものである。
これらの幾つかの実施例は、本発明によりプリフォーム
の内部で良好にコリメートされた元ビームを得るために
採用することができる神々のレンズ寸法と間隙とを図示
するものである。
の内部で良好にコリメートされた元ビームを得るために
採用することができる神々のレンズ寸法と間隙とを図示
するものである。
本発明の原理を示すために単純なロッドレンス全便用し
たとは云え、他のレンズ構造も容易に採用できるものと
認識されよう。ロッドレンズの原理的な利点はその単純
さ全容易に入手できる点である。
たとは云え、他のレンズ構造も容易に採用できるものと
認識されよう。ロッドレンズの原理的な利点はその単純
さ全容易に入手できる点である。
開明の効果
不便な屈折率整合用流体の必要性が除去されている。
第１図は典型的な元ファイバプリフォームの断面と、横
切る方向の元ビーム上で生成された焦点効果と金示す図
； 第２図は、第１図のプリフォームによる元ビームの発散
により生成された効果を示す図：第３図は説明のために
描いた図であり、円形の円筒形整合レンズとプレフォー
ムとを光が横切るのに伴う任意の光線の通路を示す説明
図； 第４図〜第８図は、レンズとプリフォームとの種々の実
施例の構成図である。 出願人 ウェスターン エレクトリックカムパニー、
インコーポレーテツド
切る方向の元ビーム上で生成された焦点効果と金示す図
； 第２図は、第１図のプリフォームによる元ビームの発散
により生成された効果を示す図：第３図は説明のために
描いた図であり、円形の円筒形整合レンズとプレフォー
ムとを光が横切るのに伴う任意の光線の通路を示す説明
図； 第４図〜第８図は、レンズとプリフォームとの種々の実
施例の構成図である。 出願人 ウェスターン エレクトリックカムパニー、
インコーポレーテツド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 観察すべき棒の長手方向に照射する工程金倉み、
透明棒の内部構造を観察するだめの方法において、 棒に入射する照射光が発散する元ビームであること全特
徴とする方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、 発散する元ビームが棒形レンズにより生じたものである
ことを特許とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US362961 | 1982-03-29 | ||
| US06/362,961 US4492463A (en) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | Method for inspecting multilayer transparent rods |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58178239A true JPS58178239A (ja) | 1983-10-19 |
| JPH0242422B2 JPH0242422B2 (ja) | 1990-09-21 |
Family
ID=23428225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58051782A Granted JPS58178239A (ja) | 1982-03-29 | 1983-03-29 | コア構造検査法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4492463A (ja) |
| JP (1) | JPS58178239A (ja) |
| CA (1) | CA1206350A (ja) |
| DE (1) | DE3311472A1 (ja) |
| FR (1) | FR2524146B1 (ja) |
| GB (1) | GB2117512B (ja) |
| IT (1) | IT1173657B (ja) |
| NL (1) | NL189154C (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1155284B (it) * | 1982-02-10 | 1987-01-28 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Procedimento e apparecchiatura per la misura dell'indice di rifrazione e dello spessore di materiali trasparenti |
| DE3329274A1 (de) * | 1983-08-12 | 1985-02-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zum sichtbarmachen des kerns eines lichtwellenleiters |
| DE3409043A1 (de) * | 1984-03-13 | 1985-09-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Anordnung zum sichtbarmachen der kerne von lichtwellenleitern |
| JPS6170436A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-11 | Univ Kyoto | 円柱内屈折率分布測定方法 |
| US4662743A (en) * | 1985-11-01 | 1987-05-05 | Sumitomo Electric Research Triangle, Inc. | Method of measuring the geometry of optical fibers |
| US4859861A (en) * | 1988-05-16 | 1989-08-22 | Becton, Dickinson And Company | Measuring curvature of transparent or translucent material |
| US5037199A (en) * | 1989-02-22 | 1991-08-06 | Linear Instruments Corporation | Ball lens micro-cell |
| US5008556A (en) * | 1989-07-24 | 1991-04-16 | Becton, Dickinson And Company | Measuring a gap between a tube and a float |
| DE3942226C2 (de) * | 1989-12-21 | 1993-10-14 | Bayer Ag | Verfahren zum optischen Prüfen von Faserverbundwerkstoffen |
| US6260386B1 (en) * | 1994-03-10 | 2001-07-17 | Lucent Technologies Inc. | Optical fiber preform cleaning method |
| US6523414B1 (en) | 2001-04-16 | 2003-02-25 | Zevex, Inc. | Optical pressure monitoring system |
| US7805978B2 (en) | 2006-10-24 | 2010-10-05 | Zevex, Inc. | Method for making and using an air bubble detector |
| WO2009029533A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Zevex, Inc. | Ultrasonic air and fluid detector |
| GB2479696B (en) * | 2009-02-06 | 2013-01-30 | Zevex Inc | Air bubble detector |
| EP3315948B1 (de) * | 2016-10-26 | 2019-09-04 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Verfahren zur ermittlung des brechzahlprofils eines zylinderförmigen optischen gegenstandes |
| US11788927B2 (en) | 2021-02-26 | 2023-10-17 | Heraeus Quartz North America Llc | Evaluation of preforms with non-step-index refractive-index-profile (RIP) |
| CN113920090B (zh) * | 2021-10-13 | 2022-08-30 | 无锡雪浪数制科技有限公司 | 一种基于深度学习的预制棒外观缺陷自动化检测方法 |
Family Cites Families (7)
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|---|---|---|---|---|
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| US4161656A (en) * | 1978-03-28 | 1979-07-17 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Methods for measuring dopant concentrations in optical fibers and preforms |
| US4181433A (en) * | 1978-04-14 | 1980-01-01 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Method for determining the refractive index profile of optical fibers and optical fiber preforms |
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-
1982
- 1982-03-29 US US06/362,961 patent/US4492463A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-03-14 CA CA000423571A patent/CA1206350A/en not_active Expired
- 1983-03-24 GB GB08308158A patent/GB2117512B/en not_active Expired
- 1983-03-24 FR FR8304835A patent/FR2524146B1/fr not_active Expired
- 1983-03-28 IT IT20315/83A patent/IT1173657B/it active
- 1983-03-28 NL NLAANVRAGE8301089,A patent/NL189154C/xx not_active IP Right Cessation
- 1983-03-29 JP JP58051782A patent/JPS58178239A/ja active Granted
- 1983-03-29 DE DE19833311472 patent/DE3311472A1/de active Granted
Also Published As
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