JPS5915841A - 屈折率測定方法 - Google Patents

屈折率測定方法

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JPS5915841A
JPS5915841A JP12550882A JP12550882A JPS5915841A JP S5915841 A JPS5915841 A JP S5915841A JP 12550882 A JP12550882 A JP 12550882A JP 12550882 A JP12550882 A JP 12550882A JP S5915841 A JPS5915841 A JP S5915841A
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JP
Japan
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refractive index
measured
optical fiber
light
optical
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JP12550882A
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JPS6334421B2 (ja
Inventor
Giyu Kashima
加島　宜雄
Izumi Mikawa
泉 三川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • 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
    • G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
    • G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres

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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光ファイバを用いて被測定物の屈折率を測定
する屈折率測定装置に関するものである。
従来においては、屈折率を測定するには、最小偏角法、
アツベの屈折針、液浸法、各種干渉針などを用いて行な
われていた。しかし、これらの方法は何れも構成が大が
かシであシ、狭い場所（局所）の屈折率測定が困難であ
シ、試作作シも困難である吟の欠点があった。
この発明は光ファイバを用い、光ファイバと被測定物体
との境界から反射する光、信号と入射光との比を測定す
ることを特徴とし、その目的は簡便で局所的な場所の屈
折率測定を可能とする屈折率測定装置を実現するにある
。
く実施例〉 第１図はこの発明の実施例を示し、この例ではそれぞれ
波長λ１〜λｎの光を出力する例えばレーザの光源１１
〜１ｎが設けられる。このｎ個の光源１１〜１ｎから光
パルスを光ファイバ２の一端に光方向性結合器３を介し
て入射することができるようにされる。光フアイバ２０
他端は例えば液体の被測定物４と接触される。この光フ
アイバ２０他端で反射した反射光は光方向性結合器３を
介して検出部５に入射される。
この構成において光パルスが光ファイバ２に入射される
と、光ファイバ２を伝搬した光パルスは光ファイバ２及
び被測定物４の境界で反射され、この反射光は光ファイ
バ２を逆方向に伝搬して検出部５に入射する。検出部５
は光を電気信号に変換する受光素子及びオシロスコープ
などで構成される。検出部５に入射される光の検出出力
は第２図に示すように反射光パルスが検出部５に入射し
た時点に電気的パルス６が得られる。なお光フアイバ２
内で光源側から被測定物４側へ伝搬する光パルスはレイ
レイ散乱によシ、その一部は検出部５に入射され、その
レイレイ散乱の検出光は第２図に１１Ｍ７で示すように
時間の経過と共に減少する。
反射パルス６の光反射量Ｒは、 ｎ＝−１０１Ｄｇ、ｏ（Ｐル／Ｐｉ）　　　（ｄＢ）　
　　　ｌ）である。こ＼でＰｉは入射光パワー、Ｐｈは
反射光パワーである。この反射ｆＲと屈折率は次式で関
係づけられる。
ｎ＝−ｔｏｌｏｇ、。〔（ｎ−ｎｆ）”／（ｎＩｎｆ）
”］　　（（１１３）　　（２１こ＼でｎは被測定物４
の屈折率、ｎｆは光ファイバ２のコア部の屈折率である
。
第３図に０．８μ漢の波長の光を光ファイバ２に入射し
た時の各棟屈折率ｎの被測定物４からの反射量Ｒの測定
例を示す。実線は式（２）による反射量Ｒを示し、光フ
ァイバ２は石英系のものを使用した。図中の黒丸は式（
１）で測定した反射量Ｒである。
これから反射量Ｒを測定することにょシ、被測定物４の
屈折率ｎを求めることができる。しかし、第３図かられ
かるように、同一の反射：ｌ１ｔＲに対して２つの屈折
率ｎが対応する。例えばｎ＝−３５ｄＢのとき、ｎ＝１
．４１５とｎＩ：＝１．５２となシこれらの何れかの判
別がつかない。
この判別をつけるため、異なる波長をもつ複数個の光源
をもちいる。説明のため以下それぞれ波長λ１とλ２の
光を出す２個の光源ｌｘ、１ｍを用いる。光ファイバ２
のコア部の屈折率は一般に波長によって変化する。例え
ば石英系の光ファイバでは第４図に示すように波長が長
くなると屈折率が小さくなる。２個の波長の光を使用し
て屈折率ｎを測定する例を第５図を参照して説明する。
第５図において実線は波長λ！の反射量Ｒ−屈折率ｎ特
性を、点線は波長λｇの反射ｉＲ−屈折率ｎ特性である
。例えは波長λｌの光の反射量がＲｓのとき、屈折率は
ｎｌまたはｎｓ　となった時に、同一の被測定物に対し
他の波長λｇの光で測定し、反射Ｉ゛がＲＳならば屈折
率はｎｌであり、反射量がＲ２ならば屈折率はｎｌと判
定できる。よシ多くの波長の光を用いることで判別の正
確さ及び精度の向上が期待できる。
第６図にこの発明の他の一実施例を示す。光源１１〜１
ｎからの各波長λ１〜λｎの光は光合波器８に同時に入
射され、これら合波された光は光方向性結合器３を介し
て光ファイバ２に入射される。
光ファイバ２を伝搬したこれら波長λ菖〜λｎの光は光
ファイバ２の被測定物４との接触端で反射され、その反
射光は光源側に光ファイバ２を伝搬し、光方向性結合器
３にて光源よシの入射光と分離されて光分波器９に到達
し、各波長λｌ〜λｎの成分に分離されて検出部５１〜
５ｎに供給される。このようにして各波長λ１〜λｎの
反射量Ｒ１−Ｒｎを測定し、これらよシ、被測定物４の
屈折率を求める。
なお光源１１〜１ｎよシ光ファイバ２への入射は光パル
スでも連続光でもよい、光パルスの場合は光方向性結合
器３の構成が簡単なものとすることができる。
以上説明したように、この発明によれば光ファイバを用
い、光ファイバと被測定物体との境界からの反射光を測
定することによｐ屈折率を測定するものであるから、簡
便で局所的な場所での屈折率画定も可能である。また、
被測定物体の屈折率の温度特性なども容易に測定するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による屈折率測定装置の一例を示すブ
ロック図、第２図は検出部で検出された出力一時間特性
を示す図、第３図は反射量−屈折率特性の測定例を示す
図、第４図は石英系光ファイバの屈折率波長特性を示す
図、第５図は複数波長による屈折率の判定を説明するだ
めの反射量−屈折率特性図、第６図はこの発明による屈
折率測定装置の他の例を示すブロック図である。 １１〜１ｎ：光源、２：光ファイバ、３：光方向性結合
器、４：被測定物、５．５１〜５ｎ：反射光検出部、８
：光合波器、９：光分波器。 ＞　１　図 時間 Ａ７３図 １ラニ　キ斤　率　ｎ 波長（ｐｍ） 第５図 咀・　　−≦ 早　　　　＼／λ２ ｙＶ６図 ’）１　　　’１２　　　　Ｌ）ｎ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）互に異なる波長の光信号を出射する複数個の光源
    と、これら光源からの光信号が一端に入射され、他端が
    被測定物と接触される光ファイバと、その光ファイバの
    被測定物との接触端面で反射され、前記光源側に伝ばん
    する反射光を検出する検出手段とを有することを特徴と
    する屈折率測定装置。
JP12550882A 1982-07-19 1982-07-19 屈折率測定方法 Granted JPS5915841A (ja)

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JPS6334421B2 JPS6334421B2 (ja) 1988-07-11

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