JPS60107551A - 光フアイバ母材の組成分析方法 - Google Patents

光フアイバ母材の組成分析方法

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JPS60107551A
JPS60107551A JP58214744A JP21474483A JPS60107551A JP S60107551 A JPS60107551 A JP S60107551A JP 58214744 A JP58214744 A JP 58214744A JP 21474483 A JP21474483 A JP 21474483A JP S60107551 A JPS60107551 A JP S60107551A
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JP
Japan
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optical fiber
radiation
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analysis
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JP58214744A
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Ryoichi Hara
亮一 原
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/02Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
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    • GPHYSICS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非破壊手段によシ光ファイバ母材の組成を分析
する方法に関する。
光フアイバ母材の組成分析は、これを製造する際のツイ
ードバンク制御とか、あるいは特性のよい光ファイバを
得るための研究開発にとって有用であるとされており、
その1手段として非破壊分析法が採用されている。
光フアイバ母材長手方向の任意箇所における組成分布(
=屈折率分布)ft非破壊的に測定する手段として、レ
ーザビームを当該母材に照射し、その出射光の散乱パタ
ーンを解析する方法、平行光線を当該母材に照射し、そ
の出射光の干渉縞を解析する方法などが公知となってい
るが、これらの光学的方法は、母材が透明体である場合
のみ有効であり、例、(il’V A D法、OVD法
などによシつくられる多孔質ガラス製の光フアイバ母材
、すなわち不透明な母材の場合はとれを測定できない不
都合がおる。
一方、不透明母材の非破壊測定法として、単色X線ft
肖該母材に照射し、その−成分(例えばGe )の分布
を他成分(例えば5lot)との関係から推定する試み
もあるが、この方法の場合、母材成分が主に石英(Si
Ox)とGeとの二成分であるとして、二種類以上のエ
ネルギ成分が必要となシ、例えばその二種のエネルギ成
分に対する5i02とGeとの質量吸収係数が適当な関
係にないとき、高精度の分析が行なえないとされている
殊に現状の一般的なX線発生装置が100Key以下の
エネルギしか発生できないことを鑑みた場合、上記高精
度分析を満足させるのに適当なエネルギ成分が得られな
い。
その他、γ線が利用できることも知られているが、光フ
アイバ母材の分析に関してこれの具体的な報告例は見あ
たらない。
本発明の目的は、線源を適切に設定して該線源からの放
射線を光ファイバに照射することによシ、透明な母材は
もちろん、不透明な母材であってもこれの組成分布が非
破壊的に精度よく分析できる方法を提供することにある
本発明の方法は B&illを線源として該線源からの
放射線を光フアイバ母材に照射し、その透過線量を測定
鱗析することにより光フアイバ母材の組成分布を分析す
ることを特徴としている。
以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。
第1図は本発明方法を実施するための1手段を示したも
のである。
同図において、1は光フアイバ母材、2はX線、γ線な
どの放射線を上記母材1へ照射するための放射線発生器
、3は上記母材1を透過した放射線を検出するための透
過線検出器である。
上記放射線発生器2はBa!18からなる線源4と、放
射線遮蔽材料(鉛、鉄など)からなる収納箱6とで構成
され、線源4は照射用の開口を有する収納箱6内に収納
されている。
一方、透過線検出器3は既知の検出素子6と放射線遮蔽
材料からなる収納箱7とで構成され、検出素子6は受承
用開口を有する収納箱7内に収納されている。
放射線発生器2と透過線検出器3とは互いに対向して配
置され、これらの間に光フアイバ母材1が介在されるが
、この際、光フアイバ母材1と放射線発生器2との間、
光7アイパ母材1と透過線検出器3との間には、それぞ
れコリメータ8a、8b、および8c、8dが配置され
、さらに透過線検出器3の検出素子6には、その検出結
果に基づく出力を電気的に増巾する増巾器9と、各透過
線のうち、特定エネルギによるものだけを選出すぺ〈増
巾器9からの信号を選分するマルチチャンネル屋などの
波高分析器1゜と、記録器11とが順次接続されている
本発明方法において測定対象となる光7アイバ母材1は
石英系であり、具体的には8102−G e 02系と
か、あるいはこれlICPt05、B、 O,などが添
加されたものである。
さらに上記母材1はVAD法、OVD法によりつくられ
る多孔質ガラス製(不透f14)%MCVD法によりつ
くられる透明ガラス製など、各種あシ、層構成からはコ
ア層のみのもの、コア層とクラッド層とからなるもの、
コア層とクラッド層とサポート層またはジャケット層と
からなるものなど、各種の母材1が測定対象となる。
本発明方法によるとき、光フアイバ母材1はこれの製造
工程と同期してその組成を分析することができ、また、
該母材製造後においてその組成を分析することもできる
一般に、石英系光フアイバ母材1では5iotが不可欠
成分となっておシ、Ge01が屈折率特性を決定づける
重要成分となっており、当該母材1中のGo濃度を測定
分析すれば、その屈折率特性が判明する。
さらに上記分析結果が母材製造時のフィードバック制御
、母材の良否判別、母材研究開発の資料などに活用でき
る。
したがって以下に述べる本発明方法の具体例では、光フ
アイバ母材1が5in2−Ge02系(通常、Sin、
に対するGe量はlO数−以下)である場合を説明する
第1図において、放射線発生器20線源4から発する放
射線■がコリメータ8a、8bを経由して光ファイバ母
材IK照射されると、該放射線I#i上記母材1t−透
過し、その透過線Jがコリメータ8 (! % 8 d
を経由して透過線検出器3の検出素子6へ入る。
つまり放射線Iはそのエネルギに対する物質の質量吸収
係数、距離に応じて波器され、透過線Jとなって検出素
子6へ入る。
この透過線Jを受けた検出素子6は、増巾器9、波高分
析器10を介して上記母材1中の組成すなわちGe濃度
を分析するとともにこれを記録計11により記録する。
この際、放射線発生器2および透過線検出器3は母材断
面からみて第2図のごとく走査されるのであシ、光フア
イバ母材1におけるGe分布が第3図のようなものであ
るとすると、上記分析によF)Ge分布が第3図の通り
精度よくあられる。
光フアイバ母材1が第3図のごときGe分布を有すると
き、その透過線Jの強度を放射線Iとの比であられすと
次表のようKなる。
つぎに本発明方法の有効性につき、測定対象物を一般化
して述べる。
測定物の成分をj(j=1〜m)、その成分量をXj 
、L番目(l=1〜m)の光量子エネルギをEilその
Eiに対するj番目の成分の質量減弱吸収係数をμij
/ρi、測定物に入射する上記Eiの強度をIt、測定
物から波器されて出る上記Eiの強度をJiとすると、
放射線の波器の原理から次式が定まる。
ここで[11式を簡単にするためh 1=tn(Ii/
Ij)、aij=μij/ρiとおくと次式のようにな
る。
hi=Σaij :Xj (i=1.*++se、yl
) m5mm5!21j=1 すなわち上記(2)式はつぎの行列式の成分となる。
これは、それぞれの対応する行列をHlAsXとすると
りぎのように表わせる。
H= A X −−−−−−−141 Xは未知量、Aは既知量、Hは測定により得られる量で
ある。
上記fi1式または(4)式はXjについて解くことが
できる。
たソし、m=nの場合、n元1次連立方程式によシ数式
として解けるが、この場合の測定値はいわゆる測定誤差
を含み、その影響で解が不安定となる。
m ) nとし、hiの測定値から最小2乗法でXjを
導けば安定な解が得られる。
ここでXl(j=1、・・・・・、n)を解とずれを含
むかぎり必ずしも0とならない。
したがって下記(5)式が最小に導びけるよう、ように
なる。
A’ H=A’ AX・・・・・・(6)たソしA′は
Aの転置行列である。
なお、(6)式はm ) nであっても一義的に解くこ
とができ、各成分の量Xj(j=1、・・・φ、n)が
最小2乗法でまることを示している。
いま、実施例のごとく母材成分の数を2とすると、j=
1.2となシ、A’ A、A’ Hはつぎのt71 +
81式のようになる。
上記(71+81式により前記(6)式は次式のように
なる。
これら各式からXI 、Xtをめると次式のようになる
ところで前述した(7)式であるが、第4図に示すごと
く成分t1と成分t、2との吸収係数が比例関係にある
と解がなく、また、比例に近い場合も解が不安定となる
ことがわかる。
すなわち、Kを定数とした場合、συ(1203式のよ
うになり、解がない。
(μ/ρ)h、=K(μ/ρ)11 ・・・・・−συ
a i、 =l(*B i l−am−*****e−
am (131にAl=に’(Σaj4”ア、 −に″
(Σail*、)2 =0.、、、α3SiO1とGe
 である場合、光量子エネルギに対するこれら成分の質
量吸収係数を詳細に調べると第5図のようになる。
第5図で明らかなように1上記エネルギ100KeV”
j:境に吸収特性が大きく変化しており、100KeV
 よりも小さい範囲では、(μ/ρ)Ge/(μ/ρ)
Stが8〜11程度であり、両者の質量吸収係数は概ね
比例関係にあると見做せる。
つまり、この範囲内のエネルギを用いることは解が不安
定となるので適当でなく、従来例で述べたエネルギ10
0KaV 以下のXIwがこれに該当する。
第5図において、200KeV 以上における各成分の
質量吸収係数の比、例えは(μ/ρ) Ge/(μ/ρ
)Stは24より本小さく、シたがって100 KeV
 以下とは大きく異なり、しかも100 KeV 以下
の範囲と200 KeV 以上の範囲とは比例関係にな
いことがわかる。
前記光フアイバ母材1のごとく成分が5t(hとGeで
ある場合、2種類の放射線エネルギとしては、一方がお
よそ100 KeV 以下、他方がおよそ200 Ke
V 以上の範囲になければならない。
本発明における線源4すなわちB a”” l′i、第
6図を参照して明らかなように、上記両範囲にエネルギ
成分をもち、3L(IK@’V、80.8 K e V
、35aθKeVが特に優位のレベルにある。
第5図に併記したこれらのエネルギはそれぞれ100 
KeVを境を分布しており、B a 181からなる線
源4が5t02、Geなどを成分とする光フアイバ母材
1の分析に有効であることを確証している。
以上説明した通り、本発明方法によるときは透明な光フ
アイバ母材はもちろん、多孔質ガラス製のごとき不透明
な光フアイバ母材であってもこれを精度よく測定分析す
ることができ、母材製造時のフィードバンク制御、母材
の良否判別、母材研究開発の資料など、これらに貢献す
るところ大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の1実施例を示す説明図、第2図は
同上における放射線の走査状況を示す説明図、第3図は
同上におけるGe濃度の測定結果を示す説明図、第4図
、M5図は光量子エネルギと質量吸収係数との関係を示
す説明図、第6図はB&illの光量子エネルギスペク
トラムを示す説明図である。 1・・・・・光フアイバ母材 4・・・・・線源 6・拳・・・検出素子 ■・・・・・放射線 J・・・0透過線 特許出願人 代理人 弁理士 井 藤 誠 手続補正書 特許庁長官 殿 ■ 事件の表示 特願昭58−2147442 発明の
名称 光フアイバ母材の組成分析方法3 補正をする者 事件との関係 特許出願人 古河電気工業株式会社 4復代理人〒100 東京都千代田区有楽町1−111−8小谷ビル昭和59
年 2月28日 6 補正の対象 明細書全文 7 補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. B、IIIを線源として該線源からの放射線を光フツイ
    パ母材に照射し、その透過線量を測定解析するととKよ
    シ光ファイバ母材の組成分布を分析する光フアイバ母材
    の組成分析方法。
JP58214744A 1983-11-15 1983-11-15 光フアイバ母材の組成分析方法 Pending JPS60107551A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5296744A (en) * 1991-07-12 1994-03-22 Vlsi Technology, Inc. Lead frame assembly and method for wiring same
US7782162B2 (en) 2005-09-06 2010-08-24 Omron Corporation Switching device
US8477000B2 (en) 2007-09-14 2013-07-02 Fujitsu Component Limited Relay
US9076617B2 (en) 2011-03-14 2015-07-07 Omron Corporation Electromagnetic relay
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