JPS60104236A - 偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置 - Google Patents
偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置Info
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- JPS60104236A JPS60104236A JP21089783A JP21089783A JPS60104236A JP S60104236 A JPS60104236 A JP S60104236A JP 21089783 A JP21089783 A JP 21089783A JP 21089783 A JP21089783 A JP 21089783A JP S60104236 A JPS60104236 A JP S60104236A
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- 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
- G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
- G01M11/3181—Reflectometers dealing with polarisation
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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】
本発明は偏波保持光ファイバの伝送特性を把握するうえ
で、最も重要なモード複屈折率の測定方法およびその装
置に関するものである。
で、最も重要なモード複屈折率の測定方法およびその装
置に関するものである。
従来のこの種の測定法は、被測定偏波保持光ファイバを
1間程度ずつ切断しながら、その度に偏光度を測定し、
偏光度Pがファイバの長さlの関数として、式(1)で
表わせることからビート長りをめ、モード複屈折率Bを
めていた。
1間程度ずつ切断しながら、その度に偏光度を測定し、
偏光度Pがファイバの長さlの関数として、式(1)で
表わせることからビート長りをめ、モード複屈折率Bを
めていた。
p = 1 cos(2π・F3−1/λ) + (1
)なお式(1)において、λは測定波長であり、ビート
長りとモード複屈折率Bとの関係は、L−B=λ (2
) となる。この測定法では、少なくともビート長を精度良
くめるためには、数十回程度被測定偏波保持光ファイバ
を切t!fiする必要があり、1問程度の長さを失敗な
く切断してゆくのは非常に齢しい技術である。また切断
の度に偏光度を測定しなければならず、作業性も悪い。
)なお式(1)において、λは測定波長であり、ビート
長りとモード複屈折率Bとの関係は、L−B=λ (2
) となる。この測定法では、少なくともビート長を精度良
くめるためには、数十回程度被測定偏波保持光ファイバ
を切t!fiする必要があり、1問程度の長さを失敗な
く切断してゆくのは非常に齢しい技術である。また切断
の度に偏光度を測定しなければならず、作業性も悪い。
また1回のファイバ切断でモード複屈折率を測定するた
めに、切断長ΔLに対する両モード間の位相差を検出し
て測定する方法もある。
めに、切断長ΔLに対する両モード間の位相差を検出し
て測定する方法もある。
第1図はこの測定法の説明図であって、光源1から出た
光は偏光子2によって直線偏光され、被測定用偏波保持
光ファイバ8に入射される。このとき、該光ファイバの
複屈折軸に刻し、415°の角度で入射する。該光ファ
イバを伝搬した光は、ファイバの長さ!およびモード複
屈折率Bによって適当な楕円偏波となって出射する。こ
の楕円偏波光をV4波長板4を通すことによって直線偏
光に変え、この偏波面を検光子5を用いて、光パワーメ
ータ6で検出する。ここで、今、該光ファイバをわずか
に切断し、この切断によって、偏光子と検光子の主軸の
角度差φがφ′に変化したとすると、モード複屈折率B
は、 B=2(φ−φ′)/にΔL(3) で与えられる。式(3)においてよは2π/λである。
光は偏光子2によって直線偏光され、被測定用偏波保持
光ファイバ8に入射される。このとき、該光ファイバの
複屈折軸に刻し、415°の角度で入射する。該光ファ
イバを伝搬した光は、ファイバの長さ!およびモード複
屈折率Bによって適当な楕円偏波となって出射する。こ
の楕円偏波光をV4波長板4を通すことによって直線偏
光に変え、この偏波面を検光子5を用いて、光パワーメ
ータ6で検出する。ここで、今、該光ファイバをわずか
に切断し、この切断によって、偏光子と検光子の主軸の
角度差φがφ′に変化したとすると、モード複屈折率B
は、 B=2(φ−φ′)/にΔL(3) で与えられる。式(3)においてよは2π/λである。
この方法において、測定上重要なのは、ビート長りが未
知な場合において、2ΔL>L となってしまうことが
あり、やはり数回ΔLを変えて測定しな(プればならな
いことである。
知な場合において、2ΔL>L となってしまうことが
あり、やはり数回ΔLを変えて測定しな(プればならな
いことである。
従って、この方法においても前述の従来方法と同様の測
定上の困難さがあるほか、切断した光ファイバを元に戻
す時、光ファイバにねじれが加わったり、切断端面の不
整によって、φ′が変化してしまい、正踊な測定を行う
には、かなりの熟練を必要とする。
定上の困難さがあるほか、切断した光ファイバを元に戻
す時、光ファイバにねじれが加わったり、切断端面の不
整によって、φ′が変化してしまい、正踊な測定を行う
には、かなりの熟練を必要とする。
本発明はこれらの欠点を解決するために、被…り定ファ
イバの長さを夏化させることなく、光源の波長を変え、
かつ反射を利用することによって、モード複屈折率を測
定することを特徴とし、その目的は測定時間の短縮と測
定精度の向上にある。
イバの長さを夏化させることなく、光源の波長を変え、
かつ反射を利用することによって、モード複屈折率を測
定することを特徴とし、その目的は測定時間の短縮と測
定精度の向上にある。
第2図は本発明のム実施例の構成図であって、7は波長
可変光源、8は平行光にするレンズ、9は光チョッパ、
lOは光検出器、11は集光レンズ、12は入射光と垂
直な電界成分を有する反射光、18は集光レンズ、14
は偏光子(ロツションプリズム)2によって直線偏光さ
れた入射光および偏波保持光ファイバ8から反射して来
た光、15は平行光にされた光源からの光、16は光強
度信号、17は光チョッパからの同期信号、18はロッ
クインアンプ、19はレコーダである。
可変光源、8は平行光にするレンズ、9は光チョッパ、
lOは光検出器、11は集光レンズ、12は入射光と垂
直な電界成分を有する反射光、18は集光レンズ、14
は偏光子(ロツションプリズム)2によって直線偏光さ
れた入射光および偏波保持光ファイバ8から反射して来
た光、15は平行光にされた光源からの光、16は光強
度信号、17は光チョッパからの同期信号、18はロッ
クインアンプ、19はレコーダである。
第2図の動作はまず、波長可変光源7からの光をレンズ
8で平行光にし、これを光チョツノく9を用いて断続光
とする。光チョツノ(9を用いる理由は、検出光のレベ
ルが微弱な場合にS/N比を改善し、測定精度を向上さ
せるためである。さて、平行光は偏光子(ロツションプ
リズム)2によって直線偏光され、集光レンズ13を通
って被測定用偏波保持光ファイバ8に入射される。集光
レンズ18の端面および該光フアイバ80入射端で反射
する光は、偏波面が入射光と同じであるので、偏光子2
をそのまま通過するが、該光ファイバ3の出射端で反射
してきた光は楕円偏波となるので、入射光と垂直な箱1
界成分を有することになる。この反射光は偏光子2を辿
る時、光路を偏向され1光検出器10に導かれる。もし
該光ファイバ8の複屈折軸と入射光の偏波面が一致して
いると、反射光もすべて入射光と同じ偏波面となり、検
出光は最小となる。そこで入射光の偏波面は該光ファイ
バ3の複屈折軸に対してほぼ45°の角度で入射し、検
出器の受光パワーが最大となるようにする。
8で平行光にし、これを光チョツノく9を用いて断続光
とする。光チョツノ(9を用いる理由は、検出光のレベ
ルが微弱な場合にS/N比を改善し、測定精度を向上さ
せるためである。さて、平行光は偏光子(ロツションプ
リズム)2によって直線偏光され、集光レンズ13を通
って被測定用偏波保持光ファイバ8に入射される。集光
レンズ18の端面および該光フアイバ80入射端で反射
する光は、偏波面が入射光と同じであるので、偏光子2
をそのまま通過するが、該光ファイバ3の出射端で反射
してきた光は楕円偏波となるので、入射光と垂直な箱1
界成分を有することになる。この反射光は偏光子2を辿
る時、光路を偏向され1光検出器10に導かれる。もし
該光ファイバ8の複屈折軸と入射光の偏波面が一致して
いると、反射光もすべて入射光と同じ偏波面となり、検
出光は最小となる。そこで入射光の偏波面は該光ファイ
バ3の複屈折軸に対してほぼ45°の角度で入射し、検
出器の受光パワーが最大となるようにする。
一方、該光ファイバの長さが偶然に伝搬モード間のビー
、ト長りのV2の整数倍になっている時、該光ファイバ
8から反射して来る光も常に直線偏波となることがある
。そこでこの測定法では、波長可変光t97として、ハ
ロゲンランプと分光器を使用し、光源7のスペクトル幅
も分光器のスリットを変化させ゛ることによって変える
ことができるようにし、前記の入射角設定の際には、光
源7のスペクトル幅を拡げ、入射光の偏波面が偏波保持
光ファイバ8の複屈折軸に一致している時以外で該光フ
ァイバ3の出射端からの反射光が直線偏波にならないよ
うにしている。従って検出器10での受光パワーが最大
となる該光ファイバ3の複屈折軸の回転位置が入射光の
偏波面に対して、はぼ45°となる。
、ト長りのV2の整数倍になっている時、該光ファイバ
8から反射して来る光も常に直線偏波となることがある
。そこでこの測定法では、波長可変光t97として、ハ
ロゲンランプと分光器を使用し、光源7のスペクトル幅
も分光器のスリットを変化させ゛ることによって変える
ことができるようにし、前記の入射角設定の際には、光
源7のスペクトル幅を拡げ、入射光の偏波面が偏波保持
光ファイバ8の複屈折軸に一致している時以外で該光フ
ァイバ3の出射端からの反射光が直線偏波にならないよ
うにしている。従って検出器10での受光パワーが最大
となる該光ファイバ3の複屈折軸の回転位置が入射光の
偏波面に対して、はぼ45°となる。
次に、光源7のスペクトル幅を狭くシ、波長を変えて、
その時の受光パワーをロックインアンプ18で同期検波
し、レコーダ19で記録する。
その時の受光パワーをロックインアンプ18で同期検波
し、レコーダ19で記録する。
第3図は第2図に示す)yu定系を用いて測定された受
光パワーの波長に対する変化である。まず被測定光ファ
イバは波長1.3μm帯用に製造されたものであるので
、1.8μm +J計の受光パワーの変化を読み取ると
、第8図において、λA = 1.30054μm1λ
B= 140874μmとなる。さらにこの時のファイ
バの長さは1.001 mである。第8図の測定結果よ
り被測定ファイバのモード複屈折率Bをめるには以下の
1¥I算を用いる。
光パワーの波長に対する変化である。まず被測定光ファ
イバは波長1.3μm帯用に製造されたものであるので
、1.8μm +J計の受光パワーの変化を読み取ると
、第8図において、λA = 1.30054μm1λ
B= 140874μmとなる。さらにこの時のファイ
バの長さは1.001 mである。第8図の測定結果よ
り被測定ファイバのモード複屈折率Bをめるには以下の
1¥I算を用いる。
偏波保持光ファイバのビート長をLb1ファイバの長さ
を11受光パワーが最低となる波長をλA”Aの長波長
側のとなりの最低部の波長をλ8とすると、次式の関係
が得られる。
を11受光パワーが最低となる波長をλA”Aの長波長
側のとなりの最低部の波長をλ8とすると、次式の関係
が得られる。
nLb(λA) = 21’ r (n−1) Lb(
λB ) = 21 (4)式(4)は、偏波保持光フ
ァイバを往復する光路がビート長の整数倍になる波長に
おいて、入射光の偏波面と反射光の偏波面が一致し、受
光パワーが最小になることを意味している。さらに式(
2)の関係から式(4)は、 nλA/B(λp、) = 21 t (n−i)λB
/B(λB)=2.1! (5)となり、 が得られる。一方、モード複屈折率Bは該光ファイバの
規格化周波数VがV>1.8なる条件では、コア中心の
モード複屈折率Bsoに一致することがら、B=B8o
= O(σxo−σyo) (v>i、s) <7)と
なり、コア中心における複屈折軸方向Xとその垂直方向
yでの光弾性定数差0と応力差(σ工。−σyo)の積
で表わされる。式(7)において波長依存性を持つのは
0であり、0は次式で表わされる(参考文献N、に、5
inha ;Normalized dispersi
on ofbirefringence of qua
rtz and 5tress optioalcoe
fficient of fusea 5ilica
and plate glass”。
λB ) = 21 (4)式(4)は、偏波保持光フ
ァイバを往復する光路がビート長の整数倍になる波長に
おいて、入射光の偏波面と反射光の偏波面が一致し、受
光パワーが最小になることを意味している。さらに式(
2)の関係から式(4)は、 nλA/B(λp、) = 21 t (n−i)λB
/B(λB)=2.1! (5)となり、 が得られる。一方、モード複屈折率Bは該光ファイバの
規格化周波数VがV>1.8なる条件では、コア中心の
モード複屈折率Bsoに一致することがら、B=B8o
= O(σxo−σyo) (v>i、s) <7)と
なり、コア中心における複屈折軸方向Xとその垂直方向
yでの光弾性定数差0と応力差(σ工。−σyo)の積
で表わされる。式(7)において波長依存性を持つのは
0であり、0は次式で表わされる(参考文献N、に、5
inha ;Normalized dispersi
on ofbirefringence of qua
rtz and 5tress optioalcoe
fficient of fusea 5ilica
and plate glass”。
Physics and Chemistry of
Glasses、Vol、19 *A4 r Aug、
1978 )。
Glasses、Vol、19 *A4 r Aug、
1978 )。
従って、式(7)と式(8)がら
が得られ1式(0)と式(9)より、
モード複屈折率B(λ)ΣB(J、)として、式(1o
)のB(J、)からモード複屈折率をめることができる
。
)のB(J、)からモード複屈折率をめることができる
。
ここにδはへとλ8における光弾性定数差の比を表わす
。
。
式(lO)を用いて、第8図の測定に用いた偏波保持光
ファイバのモード複屈折率Bをめると、B = 2.4
5 X 10 となる。従来のファイバ切断法を用いて
めたモード複屈折率はB = 2,2 X No”’4
であり、有効桁数および精度で、本発明の方法の方が優
れている。
ファイバのモード複屈折率Bをめると、B = 2.4
5 X 10 となる。従来のファイバ切断法を用いて
めたモード複屈折率はB = 2,2 X No”’4
であり、有効桁数および精度で、本発明の方法の方が優
れている。
なお、モード複屈折率は、コア形状による複屈折率と応
力による複屈折率の和として表わされるが、コア形状の
変化による複屈折率は、応力による複屈折率に比較して
1極めて小さいので上記の計算では無視している。
力による複屈折率の和として表わされるが、コア形状の
変化による複屈折率は、応力による複屈折率に比較して
1極めて小さいので上記の計算では無視している。
一方、コア形状の変化による複屈折率が無視できない場
合には、次のような計算法を用いる。第8図のように対
象とする波長λが (λA+λB)/2〈λ〈(λ8+λc)/2となるよ
うに、測定波長λA、λB、λGをとる。まずλA〜λ
BにおいてB(λA)=B(λB) = 81と仮定し
、式(6)より80をめる。
合には、次のような計算法を用いる。第8図のように対
象とする波長λが (λA+λB)/2〈λ〈(λ8+λc)/2となるよ
うに、測定波長λA、λB、λGをとる。まずλA〜λ
BにおいてB(λA)=B(λB) = 81と仮定し
、式(6)より80をめる。
B、 =λA・λB/(l(λB−λA)) (11)
同様にλB〜λ0において、B(λB) = B(λ0
)=821と仮定し、式(6)よりB、をめる。
同様にλB〜λ0において、B(λB) = B(λ0
)=821と仮定し、式(6)よりB、をめる。
B2=λB’λ0/(2/(λC−λB)) (12)
式(11)と式(12)より、補間法を用いてモード複
屈折率B(λ)をめることができる。
式(11)と式(12)より、補間法を用いてモード複
屈折率B(λ)をめることができる。
このように、式(18)を用いることにより、コア形状
が円形でない偏波保持光ファイバのモード複屈折率もめ
ることができる。
が円形でない偏波保持光ファイバのモード複屈折率もめ
ることができる。
以上説明したように、本発明では被測定用偏波保持光フ
ァイバを切断することなく、波長を変えるだけで、速や
かに測定できる利点がある。また従来の測定方法では1
〜2桁の測定精度しか得られなかったのに対し、本発明
では少なくとも8桁の測定精度が得られる利点がある。
ァイバを切断することなく、波長を変えるだけで、速や
かに測定できる利点がある。また従来の測定方法では1
〜2桁の測定精度しか得られなかったのに対し、本発明
では少なくとも8桁の測定精度が得られる利点がある。
第1図は従来のモード複屈折率の測定方法の説明図、
第2図は本発明の一実施例の構成図)
第3図は第2図に示す測定系を用いて測定された受光パ
ワーの波長に対する変化を示す図である。 l・・・光源 2・・・偏光子 3・・・偏波保持光ファイバ 4・・・1/4波長板 5・・・検光子6・・・光パワ
ーメータ 7・・・波長可変光源8・・・平行光にする
レンズ 9・・・光チョッパ 1o・・・光検出器11・・・集
光レンズ 12・・・入射光と垂直な電界成分を有する反射光18
・・・集光レンズ 14・・・偏光子2によって直線偏光された入射光およ
び偏波保持光ファイバ3がら反射して来た光 15・・・平行光にされた光源からの光16・・・光強
度信号 17・・・光チョッパからの同期信号 1日・・・ロックインアンプ 19・・・レコーダ。 特許出願人 日本電信電話公社
ワーの波長に対する変化を示す図である。 l・・・光源 2・・・偏光子 3・・・偏波保持光ファイバ 4・・・1/4波長板 5・・・検光子6・・・光パワ
ーメータ 7・・・波長可変光源8・・・平行光にする
レンズ 9・・・光チョッパ 1o・・・光検出器11・・・集
光レンズ 12・・・入射光と垂直な電界成分を有する反射光18
・・・集光レンズ 14・・・偏光子2によって直線偏光された入射光およ
び偏波保持光ファイバ3がら反射して来た光 15・・・平行光にされた光源からの光16・・・光強
度信号 17・・・光チョッパからの同期信号 1日・・・ロックインアンプ 19・・・レコーダ。 特許出願人 日本電信電話公社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 L 偏波保持光ファイバの波長λにおけるモード複屈折
率を測定する方法において、光源として波長を変えるこ
とができる光源を用い、該光源からの光を直線偏光し、
被測定用偏波保持光ファイバの複屈折軸に対して、該偏
波光の偏波面を傾けて入射し、該光ファイバの出射端で
反射し、再び入射端に戻って来る光の該入射光と垂直な
電界成分を検出しながら、該光源の波長を変えるとき、
該検出光のパワーの周期的な変化を測定し、目的とする
波長λに最も近い該同期の谷に相当する波長嶺を測定し
、次に似から長波長側へ1問期目の波長をλBとすると
き、JAとλ8における光弾性定数差の比を61被測定
用偏波保持光フアイバの長さを11λAにおけるモード
複屈折率をB(J、)として、該光ファイバのコア形状
の変化による複屈折率を無視できる場合は、次式 より、モード複屈折率B(λ)をめるか、または該光フ
ァイバのコア形状の変化による複屈折率を無視できない
場合は、λ8からさらに長波長側へ1周期目の波長をλ
Cとするとき1、(嶺+λ8)/2<λ〈(λ8+λc
)/2の関係が成立するようにJA * λB t J
aを測定し、次式より、モード複屈折率B(λ)をめる
ことを特徴とする偏波保持光7アイパのモード複屈折率
測定方法。 2、 波長可変光源と、該光源からの光を被測定偏波保
持光ファイバに導入するレンズ系と、レンズ系の途中に
設けた前記光源からの光を直線偏光とし、かつ被測定偏
光保持ファイバからの反射光中の入射光と垂直な電界成
分をもっ光を空間的に分離する偏光子と、該分離された
光を受光する光検出器とからなることを特徴とする偏波
保持光ファイバのモード複屈折率測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21089783A JPS60104236A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21089783A JPS60104236A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60104236A true JPS60104236A (ja) | 1985-06-08 |
JPH0361898B2 JPH0361898B2 (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=16596886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21089783A Granted JPS60104236A (ja) | 1983-11-11 | 1983-11-11 | 偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60104236A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007253041A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | 流体混合装置 |
JP2007253036A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | 流体混合装置 |
JP2008238022A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Osaka Organic Chem Ind Ltd | 混合気体の製造装置 |
CN109580182A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-05 | 北京理工大学 | 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置 |
-
1983
- 1983-11-11 JP JP21089783A patent/JPS60104236A/ja active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007253041A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | 流体混合装置 |
JP2007253036A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Asahi Organic Chem Ind Co Ltd | 流体混合装置 |
JP2008238022A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Osaka Organic Chem Ind Ltd | 混合気体の製造装置 |
CN109580182A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-05 | 北京理工大学 | 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置 |
CN109580182B (zh) * | 2018-12-18 | 2020-07-31 | 北京理工大学 | 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0361898B2 (ja) | 1991-09-24 |
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