JPS60107553A - 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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JPS60107553A
JPS60107553A JP58214746A JP21474683A JPS60107553A JP S60107553 A JPS60107553 A JP S60107553A JP 58214746 A JP58214746 A JP 58214746A JP 21474683 A JP21474683 A JP 21474683A JP S60107553 A JPS60107553 A JP S60107553A
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JP
Japan
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optical fiber
radiation
fiber base
ray source
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JP58214746A
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Ryoichi Hara
亮一 原
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • 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
    • G01N23/06Investigating 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 and measuring the absorption
    • G01N23/083Investigating 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 and measuring the absorption the radiation being X-rays

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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り光フア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フィ
ードバック制御とか、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シ、
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(
=屈折本分布)を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、例えばMAD法、OvD法などによりつ
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これを測定できない不都合がある。
一方、不透明母材の非破壊測定法として、単色X線を当
該母材に照射し、その−成分(例えばGo)の分布を他
成分(例えば5iOz)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(Stow
)とGeとの二成分であるとして、二種類以上のエネル
ギ成分が必要となり、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100KeV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、適切な線源を組み合わせることKより
複合線源を構成し、該複合線源からの放射線を光フアイ
バ母材に照射することにより、透明な母材は本ちるん、
不透明な母材であっても非破壊的に精度よく分析できる
方法を提供するととKある。
本発明の方法は’ Cs 117 からなる線源と他の
線源とを組み合わせることにより複合線源を構成して該
複合線源からの放射線を光フアイバ母材に照射し、その
透過線量を測定解析することK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、複合線源4を収納箱6内に収納
することにより構成され、その複合線源4はCg1B7
からなる線源と他の線源(Gd188、Ir191、B
 alglなど)との組み合わせ構成からなり、照射用
開口を有する収納箱6は鉄、釦な1どの放射線遮蔽材料
からなる。
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γ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、
光フアイバ母材1と透過線検出器3との間には、それぞ
れコリメータ8m、8b、および8e、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べく増
巾器9からの信号を選分するマルチチャンネル型などの
波高分析器10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フアイバ母材1は
石英系であり、具体的には5i02−Ge02 系とか
、あるいはこれにP20H、BtCh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(不透明)、MCVD法によりつくら
れる透明ガラス製など、各種あり、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、伽弊
蕃各す手層凄孕444′J 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1石英系光ファイバ母材1では5i02が不可欠
成分となっており、GeO2が屈折率特性を決定づける
重要成分となっておシ、当該母材1中のGe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S i 02−GeO2系(通常、S 
i OHK対するGe量は10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2の複合線源4から発す
る放射線工がコリメータ8a、8bを経由して光フアイ
バ母材1に照射されると、該放射線工は上記母材1を透
過し、その透過線Jがコリメータ8c、8dを経由して
透過線検出器3の検出素子6へ入る。
つまり放射線工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り、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、上記分析によりGe分布が第3図の通り精
度よくあられれる。
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の強度を放射線工との比であられすと
次表のようになる。
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tj(j=1−m)、その成分量をXj、
i番目(i=1〜m)の光量子エネルギをEibそのE
iK対するjt目の成分の質量減弱吸収係数をμij/
ρ11測定物に入射する上記Eiの強度をIf、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111式を簡単にするためh 1−4n (I 
i/I j )、aig=μi J/p iとおくと次
式のようになる。
hi=X aig Xi (i=1. ・a*・・、n
)・・・−+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t: H1A sXと
するとつぎのように表わせる。
H=AX−・・・(4) 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(11式または(4)式はXj について解くこと
ができる。
ただし、m==nの場合、n元1次連立方程式により数
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l、、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Xi (j=1、・・・・・、n)を解とすれば
、Δ1=hi7Xa1j Xjは、hiが実験誤コ=1 差を含むかぎり必ずしもOとならない。
したがって下記(5)式が最小に導ひけるよう、S l、X=0の正規方程式を組みたてると、(6)式のよ
うになる。
ただし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、・・・・、n)が最
l」・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となり、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
Kなる。
これら各式からX1%X2をめると次式のようになる。
ところで前述した(71式であるが、第4図に示すごと
く成分t、と成分t、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、uttzhz式のよう
になり、解がない。
(μ/ρ)t2−K(μ/ρ)t、・・・・・圓ai2
 =に@ai1 ””α2 −1にA1:=に2(Σail’)’−に’(Σail
; 7−0 *・−a 03上述の説明で明らかなよう
に、光量子エネルギと測定物質の成分の質量吸収係数と
は適当な関係になければならない。
前述した光フアイバ母材のように、成分がSiO□とG
e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、上記エネルギ100KaVを
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1c、りると見做せる。
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
0KeV以下のX線がこれに該当する。
gJ5図において、200KeV 以上における各成分
の質量吸収係数の比、例えば(μ/ρ)Ge/(μ/ρ
)St けz4よりも小さく、シたがって100KeV
以下とは大きく異なり、しがも100KeV以下の範囲
と200KeV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5i02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200KeV
 以上の範囲になければならない。
本発明において他の線源としたもののうち、BaIBM
 と1r10! とはyX6図、第7図を参照して明ら
かなように1上記両範囲にエネルギ成分全もち、Ba1
B@では31.0KeV、80.8KeV。
356、OK e V% I r肉では66.8KeV
、3165Key、467.9KeVがそれぞれ優位(
7)L/−<ルに4る。
第5図に併記したこれらのエネルギはそれぞれ100K
eVを境にして分布しており B a ilM、工r1
9!が5i02、Goなどを成分とする光・ファイバ母
材1の分析に有効な線源であることを確証している。
一方、本発8Aにおいて特定した線源C5117と、他
の線源Gd”“とは、第5図に示すごと〈100KeV
を境にして片側圧しか主エネルギ成分をもたず、G d
 1s”l’j: l 00 KeV近辺、C3lI+
7ハ662 KeVにそれぞれ主エネルギ成分を有して
いるが、既述のごと< Cm 1sl を特定線源とし
、Gd” % B a”” 、IrI#童 などを他の
線源とし、これら線源の組み合わせ構成からなる複合線
源4の場合は、自明の通り光フアイバ母材1の分析に有
効であるといえる。
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i″LLヲ精度測定分析
することができ、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、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
、第5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、第7図はそれぞれf3aram、l
r1″2の光量子エネルギスペクトラムの説明図である
。 1、・・・・・光フアイバ母材 4・・・・・複合線源 6・・・・・検出素子 ■・・・・・放射線 J・・・・・透過線 特許出願人 代理人 弁理士 井 藤 誠 1JIf図 第3図 2 ぶ 第4図 第6図 !量子工オルで(KeT7.1 第5図 第7図 光量子エネルぞ(Key) 手続補正書 l 事件の表示 特願昭58−214/462 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−El−6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)

  1. 【特許請求の範囲】 Ill Cs xstからなる線源と他の線源とを組み
    合わせることKよυ複合線源を構成して該複合線源から
    の放射線を光フアイバ母材に照射し、その透過線量を測
    定解析することにより光フアイバ母材の組成分布を分析
    する光フアイバ母材の組成分析方法@ +21 他の線源がG a Ill、1r1G!、B 
    a 1g1 のいずれかからなる特許請求の範囲第1項
    記載の光フアイバ母材の組成分析方法。
JP58214746A 1983-11-15 1983-11-15 光フアイバ母材の組成分析方法 Pending JPS60107553A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9711310B2 (en) 2011-09-30 2017-07-18 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay

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US9711310B2 (en) 2011-09-30 2017-07-18 Fujitsu Component Limited Electromagnetic relay

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