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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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/43Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
    • G01N21/431Dip refractometers, e.g. using optical fibres

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Analytical Chemistry (AREA)
  • 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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