JPS6027940B2 - 合成フィラメント又はフィルムの光学的位相遅れを連続的に測定する方法及び装置 - Google Patents

合成フィラメント又はフィルムの光学的位相遅れを連続的に測定する方法及び装置

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JPS6027940B2
JPS6027940B2 JP4472478A JP4472478A JPS6027940B2 JP S6027940 B2 JPS6027940 B2 JP S6027940B2 JP 4472478 A JP4472478 A JP 4472478A JP 4472478 A JP4472478 A JP 4472478A JP S6027940 B2 JPS6027940 B2 JP S6027940B2
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JP
Japan
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polarized light
phase difference
filament
continuously
film
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JP4472478A
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JPS541076A (en
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ピ−タ−・ヘンリ・ハリス
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Imperial Chemical Industries Ltd
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Imperial Chemical Industries Ltd
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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
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • G01N21/23Bi-refringence

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は進行糸道にある合成フィラメント又は進行フィ
ルムの光学的位相遅れ(opticalretarda
tion)を連続的に側するための方法及び装置、好ま
しくは1つ又はそれ以上の関連性のあるプロセスパラメ
ターをコントロールするのに用いることのできる光学的
位相遅れに依存する信号を作るための方法及び装置に関
する。
例えば、合成ポリェテルフイラメント糸の溶融紡糸にお
いて、そのような信号は糸が巻き上げられる速度及び、
従って、巻き上げフィラメントの複屈折をコントロール
するのに用いることができる。複屈折変化を監視する方
法は知られている。
例えば、椿公昭47−1斑95(ユニチカ)に記載され
ている。しかし、そのような方法は複雑になり易く、機
械的なサーボ系に依存することとなり、従って本発明の
比較的簡単な光学的方法により可能であるような比較的
短い糸長の検査ができないこととなる。従って、本発明
は進行糸道にある合成フィラメント又は進行フィルムに
、光の進行方向に垂直な平面内で互いに直角方向に分解
される光の電気ベクトル成分の間の光学的位相が連続的
に変化する偏光(以下、連続可変偏光と称する)を通過
させ、フィラメント又はフィルムによる屈折光の偏光状
態を監視し、屈折前の偏光状態に対する屈折光の偏光状
態の相対的な変化を測定することを特徴とする、合成フ
ィラメント又はフィルムの光学的位相遅れを連続的に測
定する方法を提供する。
本発明はまた進行糸道にある合成フィラメント又は進行
フィルムを通過させるための連続可変偏光を発生させる
ための手段、フィラメント又はフィルムによる屈折光の
偏光状態を監視するための手段及び屈折前の偏光状態に
対する屈折光の偏光状態の相対的な変化を測定するため
の手段を含んでなる、合成フィラメント又はフィルムの
光学的位相遅れを連続的に測定する装置を提供する。本
発明の好ましい態様においては、同一直線上にあり、わ
ずかに異なる光振動数を有する2つの直交平面偏光単色
集東ビームが単一フィラメントリボン状の糸に、直角に
当てられる。フィラメントでの屈折により選定角よりそ
れた光(偏移光)が次いで2つの光線の偏光平面に対し
て45oの偏光平面を有するダィクロックフィルタ−、
例えばポラロイド(TM)フィルター(商標名)を通過
し、光検出装置に達する。光検出装置からの電気信号は
従って2つの光振動数間の差に等しいうなり周波数であ
る。同様のうなり周波数が未屈折光かち得られ、そして
2つのうなり周波信号間の位相差はフィラメントリボン
を通過するときに2つの平面偏光ビーム間に生ずる光学
的位相差則ち位相遅れに等しい。このうなり周波位相差
はチャート記録計を操作するか又はコントロールを目的
とするフィードバック信号を与えるためのアナログ電圧
が得られる電子位相計により測定することができる。光
学的位相遅れが1波長より大きければ波長の奇分数が記
録されるであろう。
添付図面の第1図に、本発明を実施するのに適する装置
を示す。
この図において、He−Ne連続レーザー1からの垂直
偏光単色光ビームが適当に配向された四分の一波長プレ
ート2の通過により正確に円偏光される。この円偏光ビ
ぜムは次いで回転ポラロイド(TM)ディスク(商標名
)3(例えば100仇pmで回転)を通過して、連続回
転平面の偏光を有する定振幅平面偏光ビームとして現わ
れる。(この四分の一波長プレート及び回転ポラロイド
(商標名)は回転半波プレートにより置き換えることが
できる。これはポラロイド(商標名)の振動数を2倍に
する。次いで、ビームは光軸がこのビームの当たる糸道
5に対して450になるように配向された第2の四分の
一波長プレート4を通過する。ディスク3及びプレート
4は連続的に直線変化する位相遅れをつくる連続移動デ
セナルマン(deSe岬rmont)補償装置を形成す
る。得られるビームは直角の偏光平面を有する2つの平
面偏光ビームと等価であり、一方の偏光ビームの光の角
振動数はポラロイド(TM)ディスク(商標名)の角速
度に等しい量だけ増加し、他方の偏光ビームの光の角振
動数は同じ量だけ減少する。
得られる2つのビーム間のうなり周波数は従ってポラロ
イド(TM)ディスク(商標名)(100仇pmにおい
て33.33HZ)の回転数の2倍である。屈折光は、
入射光の軸からオフセットされている光検出装置に集光
され、それによりフィラメントを通過しない光は光検出
装置に入ることはない。
測定目的のための値の偏移光は単一フィラメントを通過
しているのが望ましく、従って良質なフィラメントリボ
ン(重なりのないもの)は第2図に示すような理想的な
糸形態である。
ある種の状況においては、有効な結果はリボンになって
いない糸やガイドで形成された自然発生リボンかち得る
ことができるけれども、例えばチャート図上の、ノイズ
は通常慎重なフィラメントリボン化によりかなり減少さ
せることができる。糸リボンを離れた後、偏移光は偏光
の2平面に対し45oに設定されたポラロイド(TM)
フィルター(商標名)6を通過し、光検出装贋7に当る
光検出装置7からの電気信号は電気的にろ過されて望ま
しくないノイズが除かれ、位相計8及びオシロスコープ
モニター9に供給される。基準ビート周波数の信号は、
点×において生成されたビームをサンプリングすること
に得られるであろう。しかしながら、より便宜的な方法
は、他の光源10(例えばタングステンランプ又はLE
D)からポラロイド(TM)ディスク(商標名)3及び
予めセットされた回転可能なポラロイド(TM)(商標
名)11を介して光検出装置12に光を通過させること
である。この光検出装置からの信号は次いで、位相計及
びオシロスコープモニターに供給される。この装置は糸
の位置に非後屑折ガラス繊維を挿入し、前もってセット
されたポラロイド(TM)(商標名)11を回転させて
位相計にゼロ位相差を与えることにより設定される。
この方法は、例えば多数糸道溶融紡糸装置におけるよう
な、連続する糸道に対して、適当な鏡により次々に各糸
通上に変調レーザービームを偏移さることによって、容
易に適用することができる。各糸道からの信号はその対
応するポラロイド(商標名)及び光検出装置により集め
られ、変調器信号との比較のために位相計に送られる。
このようにして、多数の糸道が断続的に監視され、発生
する信号をコントロールすることができる。フィラメン
トを通る光路(第2図)は直径を横切らないので、指示
される位相遅れは偏光顕微鏡により直径を横切って観察
される位相遅れよりも小さいであろう。同様に、指示さ
れる変化も小さいであろう。糸長に沿う位相遅れの変化
の分析は、位相計が位相差の到達を与えるために多数の
サイクルを要することから、2つの平面偏光ビーム間に
生ずる振動数差に依存する。
本発明を実施するのに適する装置の他の態様においては
、回転回折格子が2つの偏光ビーム内の振動数変化を発
生させるために用いられる。光源は、前のものと同様に
、He−Neレーザーであり、その出力はまた円偏光ビ
ームを作るために四分の一波長プレートを通過される。
ビームはこの場合透明な材料の回転する半径方向回折格
子上に集中され、不意に表われるゼロオーダーの回折ビ
ームはビームストップにより止められる。2つの最初の
オーダーのビームは、Nf(ここでNは格子上の線の数
であり、fは格子の回転数である)により与えらる量だ
け、一方は高く、他方は低く、振動数が変化される。
2つの分けれた最初のオーダーのビームは次いでポラロ
イドフィルター(商標名)を通過され、それらの偏光平
面は検査中の糸道に対して平行及び垂直にセットされる
2つのビームは次いで糸道を照らす前に組合わされ、偏
移光が前述と同様にフオトダィオードにより引湯げられ
る。
一部を45oのポラロイド(商標名)を介してフオトダ
ィオード上に偏移することにより2つのビームをサンプ
リングして、基準信号が得られる。
フオトダィオードの出力が前述と同様に位相計により比
較される。本発明の方法及び装置は、例えば糸中のフィ
ラメントの移動により起る、光強度変動に無関係である
また、この系は位相系であるから、ビーム振幅やセル感
度の変化は重要ではない。前述したような機械系の代り
に、即ち2中ラジアンの振幅の鋸歯位相特性を用いる直
線変化補償装置として、電子光学結晶装置(例えばEl
ectro−opticDevelopmenは 社、
英国、Basildon,より得られる、D雌IPC1
4光変調器にもとづくもの)が用いられた。
このような装置を用いて、6000メーター/分で進行
する糸道に沿う、1メーターのオーダーの対応する分析
により舷HZのうなり周波数がつくられた。IMHZに
おいて、対応する分析は約1側であろう。あるいは、デ
セナルマン系における回転半波プレートをシュミレート
するために同様の装置を用いることができる。下記の例
は本発明を更に説明するためのものである。例1 高速溶融紡糸プロセスにおいて、ポリエステルフィラメ
ントを押出し後直ちにそれらのガラスゴム転移温度(T
g)より低い温度に急冷し、Tgより高い温度に再加熱
し、最後に4000メーター/分の速度で巻き取った。
巻取り直前のフィラメントの位相遅れの変化を監視する
ために、前述の装置を用いた。第3図のトレースは約2
0分間にわたるそのような変化を示すものである。トレ
ースは約9分間正常のままであり、そのときに位相遅れ
が下がり始める凶。更に約8分後、向きが反対になり、
トレースは振動し、最後に糸道が切れる【B}。級糸プ
ロセスにおける機能不全の最初の信号は切断の約11分
前に生じた。従って、フィラメントの光学的位相遅れの
変化はプロセス又は装置性能を監視するための、有益な
早期警告技術を与えることができる。例2 上述したと同様のプロセスにおいてTgより高温にフィ
ラメントを加熱するための手段のスイッチをその正常な
操作温度に達した後、切断した風。
フィラメントの位相遅れに対する効果は第4図のトレー
スにより示される。位相遅れは直ちに下がり始め、ヒー
ターのスイッチを再び入れた‘B’ときに初めて止まり
、逆向さとなった。従って、フィラメントの光学的位相
遅れの変化はプロセス又は装置の欠陥、この場合にはフ
ィラメントを必要な温度に加熱する手段の温度の降下、
を直ちに、確実に示すことができる。例3 この例では、溶融紡糸装置のポリエステルポリマーのス
ループツト速度を、ポリマーメルトポンプの速度を53
.3pm■から48.4rpm【B}に下げることによ
り故意に変化させた。
フィラメントの光学的位相遅れに対する効果は第5図の
トレースに示すように劇的で、直接的であった。位相遅
れの変化は約10%のフィラメントデシテックスの変化
に相当し、これは一方でフィラメントの複屈折の変化の
測定を与える。典型的には、1%のオーダーの複屈折の
変化が4000メーター/分で進行する、56デシテツ
クス/20フィラメントポリエステル糸において検出可
能であった。フィラメントの光学的位相遅れにおいて観
察される変化は機能不全の原因の調査を開始するために
用いることができ、あるいは、欠陥の原因が既に知られ
ている場合には、位相遅れに依存する信号は適当なコン
トロールパラメターを自動的に修正するために用いるこ
とができる。
図面の簡単な説明第1図は本発明の実施に適する装置を
示す図、第2図は理想的な糸形態を示す図、そして第3
図、第4図及び第5図はフィラメントの光学的位相遅れ
変化を示す図である。
1……He−Neレーザー、2…・・・四分の一波長プ
レート、3……ポラロイドディスク(商標名)、4・・
・・・・四分の−波長プレート、5・・・・・・糸道、
6……ポラロイドフィルター(商標名)、7・・・・・
・光検出装置、8・・・・・・位相計、9・・・・・・
オシロスコープモニター、10・・・・・・光源、11
・・・・・・ポラロイドフィルター(商標名)、12…
…光検出装置。
″ZJ 〃94 〃蚊 〃9・5 〇■〆

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 進行糸道にある合成フイラメント又は進行フイルム
    に偏光成分の間の位相差が連続的に変化する偏光を通過
    させ、フイラメント又はフイルムによる折光前の偏光状
    態を監視し、屈折前の偏光状態に対する屈折光の偏光状
    態の相対的な変化を測定することを特徴とする、合成フ
    イラメント又はフイルムの光学的位相遅れを連続的に測
    定する方法。 2 偏光成分の間の位相差が連続的に変化する偏光が、
    同一直線上にあり、且つ異なる振動数を有する2つの直
    交偏光単色集束光ビームにより作られる特許請求の範囲
    第1項記載の方法。 3 進行糸道にある合成フイラメント又は進行フイルム
    を通過させるための、偏光成分の間の位相差が連続的に
    変化する偏光を発生させるための手段、フイラメント又
    はフイルムによる屈折光の偏光状態を監視するための手
    段及び屈折前の偏光状態に対する屈折光の偏光状態の相
    対的な変化を測定するための手段を含んでなる、合成フ
    イラメント又はフイルムの光学的位相遅れを連続的に測
    定する装置。 4 偏光成分の間の位相差が連続的に変化する偏光を発
    生させるための手段は、レーザー源、第1の四分の一波
    長プレート、ダイクロイツク材料の回転デイスク及び第
    2の四分の一波長プレートを含む特許請求の範囲第3項
    記載の装置。 5 偏光成分の間の位相差が連続的に変化する偏光を発
    生させるための手段は、レーザー源、回転半波プレート
    及び四分の一波長プレートを含む特許請求の範囲第3項
    記載の装置。 6 偏光成分の間の位相差が連続的に変化する偏光を発
    生させるための手段は、レーザー源、回転回折格子及び
    この格子により作られる異なる振動数の2つの集束光線
    を偏光させ、組合せるための手段を含む特許請求の範囲
    第3項記載の装置。 7 偏光成分の間の位相差が連続的に変化する偏光を発
    生させるための手段は、振動数変化に等しい、連続的に
    、直線的に増加する位相差をシミユレートする電子光学
    装置を含む特許請求の範囲第3項記載の装置。
JP4472478A 1977-04-15 1978-04-15 合成フィラメント又はフィルムの光学的位相遅れを連続的に測定する方法及び装置 Expired JPS6027940B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1574277A GB1600376A (en) 1977-04-15 1977-04-15 Method of and apparatus for continuously measuring the optical retardation of synthetic filaments or film
GB15742/77 1977-04-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS541076A JPS541076A (en) 1979-01-06
JPS6027940B2 true JPS6027940B2 (ja) 1985-07-02

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DE (1) DE2816628A1 (ja)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0080540A1 (en) * 1981-11-30 1983-06-08 Leo Tumerman Method and apparatus for measuring quantities which characterize the optical properties of substances
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JPS541076A (en) 1979-01-06
FR2387445A1 (fr) 1978-11-10
FR2387445B1 (ja) 1984-05-04
DE2816628A1 (de) 1978-10-19
GB1600376A (en) 1981-10-14

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