JPS6071936A - 円複屈折の測定方法および装置 - Google Patents
円複屈折の測定方法および装置Info
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- JPS6071936A JPS6071936A JP58181639A JP18163983A JPS6071936A JP S6071936 A JPS6071936 A JP S6071936A JP 58181639 A JP58181639 A JP 58181639A JP 18163983 A JP18163983 A JP 18163983A JP S6071936 A JPS6071936 A JP S6071936A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N21/23—Bi-refringence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
- G01N2021/216—Polarisation-affecting properties using circular polarised light
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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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、通信用光ファイバに使用される円複屈折光フ
ァイバ、その他の円複屈折媒体の円複屈折を測定する方
法および装置に関する。
ァイバ、その他の円複屈折媒体の円複屈折を測定する方
法および装置に関する。
コヒーレント光伝送用の通信用光ファイバとして、円偏
波が基本伝播モードとなる円複屈折光ファイバの開発が
すすめられている。この円複屈折光ファイバの伝送特性
の一つとして、円複屈折の測定は重要な要素である。
波が基本伝播モードとなる円複屈折光ファイバの開発が
すすめられている。この円複屈折光ファイバの伝送特性
の一つとして、円複屈折の測定は重要な要素である。
従来からこの円複屈折を測定する方法として二つの方法
が知られている。その第一は、被測定円複屈折媒体に直
線偏光を入射し、横方向散乱パワーを観測して左右の円
偏波の伝播定数差により生じるビートの周期を測定し、
これから円複屈折をめるものである。しかし、この方法
は横方向への光散乱が弱い被測定媒体には使用すること
ができない。また被測定媒体の光軸を取り囲む面が遮光
性の物質で覆われているときには、散乱光の観測が不可
能であるなどの欠点がある。第二の方法は、被測定円複
屈折媒体に直線偏光を入射し、その直線偏光が被測定媒
体を通過するときに生じる単位長さ当りの偏光面の回転
角から円複屈折をめる方法である。この方法はで測定を
行うには被測定媒体を適当に加工することが必要であり
、特に、試料が長いときにはこれを切断することが必要
であって、非破壊的に測定を行うことができない欠点が
ある。
が知られている。その第一は、被測定円複屈折媒体に直
線偏光を入射し、横方向散乱パワーを観測して左右の円
偏波の伝播定数差により生じるビートの周期を測定し、
これから円複屈折をめるものである。しかし、この方法
は横方向への光散乱が弱い被測定媒体には使用すること
ができない。また被測定媒体の光軸を取り囲む面が遮光
性の物質で覆われているときには、散乱光の観測が不可
能であるなどの欠点がある。第二の方法は、被測定円複
屈折媒体に直線偏光を入射し、その直線偏光が被測定媒
体を通過するときに生じる単位長さ当りの偏光面の回転
角から円複屈折をめる方法である。この方法はで測定を
行うには被測定媒体を適当に加工することが必要であり
、特に、試料が長いときにはこれを切断することが必要
であって、非破壊的に測定を行うことができない欠点が
ある。
本発明は、被測定媒体の横方向の散乱には無関係であり
、被測定試料を破壊または加工する必要がない円複屈折
の測定方法および装置を提供することを目的とする。
、被測定試料を破壊または加工する必要がない円複屈折
の測定方法および装置を提供することを目的とする。
本発明は、円複屈折を生じる媒体の非扇形光学効果の一
つである四光子混合効果を利用して円複屈折の測定を行
うことを特徴とする。
つである四光子混合効果を利用して円複屈折の測定を行
うことを特徴とする。
すなわち本発明の第一の発明は測定方法の発明であって
、光源からの光を円偏光励起光として被測定円複屈折媒
体に入射させ、この媒体の中で生じるストークス光およ
び反ストークス光を含む出力光をこの媒体の出射光とし
て得て、この出射光を直線偏光に変換して上記ストーク
ス光およびまたは反ストークス光を分離検出し、このス
トークス光およびまたは反ストークス光の周波数と上記
励起光の周波数との差をめ、この差から円複屈折を演算
することを特徴とする。
、光源からの光を円偏光励起光として被測定円複屈折媒
体に入射させ、この媒体の中で生じるストークス光およ
び反ストークス光を含む出力光をこの媒体の出射光とし
て得て、この出射光を直線偏光に変換して上記ストーク
ス光およびまたは反ストークス光を分離検出し、このス
トークス光およびまたは反ストークス光の周波数と上記
励起光の周波数との差をめ、この差から円複屈折を演算
することを特徴とする。
さらに、本発明のもう一つの発明は測定装置の発明であ
って、円偏光光源と、この光源の出力光を励起光として
被測定円複屈折媒体に入射するための光学系と、上記媒
体の出力光からこの媒体の中で上記励起光により発生し
たストークス光およびまたは反ストークス光を分離する
偏光素子と、上記ストークス光およびまたは反ストーク
ス光の上記励起光との周波数偏移を測定する分光検出手
段と、この周波数偏移に基づき円複屈折を演算する手段
とを備えた装置を特徴とする。
って、円偏光光源と、この光源の出力光を励起光として
被測定円複屈折媒体に入射するための光学系と、上記媒
体の出力光からこの媒体の中で上記励起光により発生し
たストークス光およびまたは反ストークス光を分離する
偏光素子と、上記ストークス光およびまたは反ストーク
ス光の上記励起光との周波数偏移を測定する分光検出手
段と、この周波数偏移に基づき円複屈折を演算する手段
とを備えた装置を特徴とする。
上記光源は単色光源であることが望ましい。
図は本発明実施例方法および装置を説明する装置構造図
である。光源ｌは励起光を発生する光源であり、この実
施例装置ではＱスイッチ付きのＮｄ：ＹＡＧレーザが使
用された。この光源１の出力光は偏光子２を通過させて
直線偏光とする。この偏光子２を通過した光は四分の一
波長板３を通過させて直線偏光を円偏光に変換する。こ
の四分の一波長板３の通過光はレンズ光学系４により、
被測定媒体５の一端に入射させる。この被測定媒体５は
例えば通信用の円複屈折光ファイバである。
である。光源ｌは励起光を発生する光源であり、この実
施例装置ではＱスイッチ付きのＮｄ：ＹＡＧレーザが使
用された。この光源１の出力光は偏光子２を通過させて
直線偏光とする。この偏光子２を通過した光は四分の一
波長板３を通過させて直線偏光を円偏光に変換する。こ
の四分の一波長板３の通過光はレンズ光学系４により、
被測定媒体５の一端に入射させる。この被測定媒体５は
例えば通信用の円複屈折光ファイバである。
被測定媒体５の他端に出射される出力光は、レンズ光学
系６により平行光に調整されて四分の一波長板７を通過
させる。この四分の一波長板７は媒体５から出射された
円偏光を直線偏光に変換するためのものである。この四
分の一波長板７の通過光は直線偏光子８を通過させる。
系６により平行光に調整されて四分の一波長板７を通過
させる。この四分の一波長板７は媒体５から出射された
円偏光を直線偏光に変換するためのものである。この四
分の一波長板７の通過光は直線偏光子８を通過させる。
この直線偏光子８はその設置角度により出射光の中から
偏波方向により光を選択することができる。この直線偏
光子９を通過して選択された光は、分光器９に入射させ
て周波数（または波長）を測定する。この分光器９では
直線偏光子８の偏光角度を回転させることにより、媒体
５の出射光からストークス光および反ストークス光を選
択し、そのストークス光および反ストークス光の周波数
または波長を測定する。
偏波方向により光を選択することができる。この直線偏
光子９を通過して選択された光は、分光器９に入射させ
て周波数（または波長）を測定する。この分光器９では
直線偏光子８の偏光角度を回転させることにより、媒体
５の出射光からストークス光および反ストークス光を選
択し、そのストークス光および反ストークス光の周波数
または波長を測定する。
もっとも、本発明ではストークス光および反ストークス
光の固有の周波数を測定しなくとも、それぞれの励起光
からの周波数差を測定すれば十分である。さらに、スト
ークス光および反ストークス光については、その一方に
ついてのみ測定しても結果を得ることができる。
光の固有の周波数を測定しなくとも、それぞれの励起光
からの周波数差を測定すれば十分である。さらに、スト
ークス光および反ストークス光については、その一方に
ついてのみ測定しても結果を得ることができる。
分光器９の出力は電気出力信号であり、これをマイクロ
コンピュータを含む検出装置１０に与えて、検出、記録
および演算を実行する。
コンピュータを含む検出装置１０に与えて、検出、記録
および演算を実行する。
このような測定装置では偏光子２の偏光角度を調整する
と、被測定媒体５の内部で入射する光エネルギーの一部
が、ストークス光および反ストークス光に変換されて媒
体５の出射端に現れる。入射する励起光の波長をλｐと
し、ストークス光の波長をλＳ、反ストークス光の波長
をλａとすると、一般に λａくλｐ〈λＳ である。また、媒体５の出射端ではストークス光と反ス
トークス光とは互いに回転方向のことなる円偏光となる
ので、四分の一波長板７を通過すると、ストークス光お
よび反ストークス光は互いに振動方向が直交する直線偏
光となる。したがって、ストークス光および反ストーク
ス光は偏光子８の偏光角度により分離することができる
。
と、被測定媒体５の内部で入射する光エネルギーの一部
が、ストークス光および反ストークス光に変換されて媒
体５の出射端に現れる。入射する励起光の波長をλｐと
し、ストークス光の波長をλＳ、反ストークス光の波長
をλａとすると、一般に λａくλｐ〈λＳ である。また、媒体５の出射端ではストークス光と反ス
トークス光とは互いに回転方向のことなる円偏光となる
ので、四分の一波長板７を通過すると、ストークス光お
よび反ストークス光は互いに振動方向が直交する直線偏
光となる。したがって、ストークス光および反ストーク
ス光は偏光子８の偏光角度により分離することができる
。
分離されたストークス光および反ストークス光はそれぞ
れ分光器９で励起光からの周波数差Ωが観測される。一
般に分散性媒質の誘導四光子混合により、波長λｐなる
励起光が波長λＳのストークス光および波長λａの反ス
トークス光に変換されるための位相整合条件は、近似的
に なる関係で与えられる。ここで、ｎｓ、ｎ４ 、ｎ２は
それぞれ波長λＳ、λａ、λｐなる光に対する媒体５の
屈折率であり、βは円偏波の伝播定数である。円複屈折
に起因する位相差が媒質の色分散による位相不整合を補
償するように、励起円偏光の回転方向を選択すると、上
記Ｔｌ１式が成立する条件に近づく。このとき、ストー
クス光と反ストークス光は互いに回転方向の異なる円偏
光として出射する。
れ分光器９で励起光からの周波数差Ωが観測される。一
般に分散性媒質の誘導四光子混合により、波長λｐなる
励起光が波長λＳのストークス光および波長λａの反ス
トークス光に変換されるための位相整合条件は、近似的
に なる関係で与えられる。ここで、ｎｓ、ｎ４ 、ｎ２は
それぞれ波長λＳ、λａ、λｐなる光に対する媒体５の
屈折率であり、βは円偏波の伝播定数である。円複屈折
に起因する位相差が媒質の色分散による位相不整合を補
償するように、励起円偏光の回転方向を選択すると、上
記Ｔｌ１式が成立する条件に近づく。このとき、ストー
クス光と反ストークス光は互いに回転方向の異なる円偏
光として出射する。
一方、円複屈折１３ｃと上記周波数差Ωとの関係は、
Ω−（４πＢＣ／（βλｐ）） ・・・・・・（２）と
表される。したがって、上記の測定系により検出された
周波数差Ωから円複屈折りｃを演算することができる。
表される。したがって、上記の測定系により検出された
周波数差Ωから円複屈折りｃを演算することができる。
上記実施例で示す検出装置１０のマイクロコンピュータ
に予めこの関係を与えたプログラムを設定しておけば、
測定結果を円複屈折の値として記録出力することができ
る。
に予めこの関係を与えたプログラムを設定しておけば、
測定結果を円複屈折の値として記録出力することができ
る。
図に示す系で、被測定媒体５として波長１．３μｍで色
分散が零となる捩り単一モード光ファイバを用い、光源
１には波長ｌ、０６μｍのＱスイッチを有するＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザを用いた。ストークス光と反ストークス光の
励起光からの周波数差Ωがそれぞれ Ω＝１００カイザ のとき、円複屈折りｃは Ｂ ｃ ＝ ５ Ｘ １０−７ となり、 Ω−２００カイザ のとき、円複屈折りｃは ＢＣ＝２Ｘ１０＝ が得られた。
分散が零となる捩り単一モード光ファイバを用い、光源
１には波長ｌ、０６μｍのＱスイッチを有するＮｄ：Ｙ
ＡＧレーザを用いた。ストークス光と反ストークス光の
励起光からの周波数差Ωがそれぞれ Ω＝１００カイザ のとき、円複屈折りｃは Ｂ ｃ ＝ ５ Ｘ １０−７ となり、 Ω−２００カイザ のとき、円複屈折りｃは ＢＣ＝２Ｘ１０＝ が得られた。
以上説明したように、本発明によれば被測定媒体の出射
光からストークス光または反ストークス光を分離してそ
の励起光からの周波数差を観測すればよいので、被測定
媒体の横方向の散乱の大小にかかわらず測定を行うこと
ができる。また、本発明による測定は被測定媒体に加工
もしくは切断などを行う必要がないので、非破壊的な測
定が可能である利点がある。
光からストークス光または反ストークス光を分離してそ
の励起光からの周波数差を観測すればよいので、被測定
媒体の横方向の散乱の大小にかかわらず測定を行うこと
ができる。また、本発明による測定は被測定媒体に加工
もしくは切断などを行う必要がないので、非破壊的な測
定が可能である利点がある。
図は本発明実施例測定装置の構成図。
１・・・光源、２・・・直線偏光子、３・・・四分の一
波長板、４・・・レンズによる光学系、５・・・被測定
媒体、６・・・レンズによる光学系、７・・・四分の一
波長板、８・・・直線偏光子、９・・・分光器、１０・
・・検出装置。 ０
波長板、４・・・レンズによる光学系、５・・・被測定
媒体、６・・・レンズによる光学系、７・・・四分の一
波長板、８・・・直線偏光子、９・・・分光器、１０・
・・検出装置。 ０
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１光源からの光を円偏光励起光として被測定円複屈
折媒体に入射させ、 この媒体の中で生じるストークス光および反ストークス
光を含む出力光をこの媒体の出射光として得て、 この出射光を直線偏光に変換して上記ストークス光およ
びまたは反ストークス光を分離検出し、このストークス
光およびまたは反ストークス光の周波数と上記励起光の
周波数との差をめ、この差から円複屈折を演算する円複
屈折の測定方法。 （２）円偏光光源と、 この光源の出力光を励起光として被測定円複屈折媒体に
入射するための光学系と、 上記媒体の出力光からこの媒体の中で上記励起光により
発生したストークス光およびまたは反ストークス光を分
離する偏光素子と、 上記ストークス光およびまたは反ストークス光の上記励
起光との周波数偏移を測定する分光検出手段と、 この周波数偏移に基づき円複屈折を演算する手段と を備えた円複屈折の測定装置。 （３） 円偏光光源が単色光を発生する光源である特許
請求の範囲第（２）項に記載の円複屈折の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58181639A JPS6071936A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 円複屈折の測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58181639A JPS6071936A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 円複屈折の測定方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6071936A true JPS6071936A (ja) | 1985-04-23 |
Family
ID=16104274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58181639A Pending JPS6071936A (ja) | 1983-09-28 | 1983-09-28 | 円複屈折の測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6071936A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63188742A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-04 | Nec Home Electronics Ltd | 複屈折測定装置 |
| CN104931234A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 南京理工大学 | 一种精确标定波片和偏振片夹角的装置及标定方法 |
| CN108680511A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 南京信息工程大学 | 一种基于圆偏振光的反射增强型旋光仪 |
| CN108961191A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-07 | 天津大学 | 一种散射环境中圆偏振及线偏振联合图像复原方法 |
| EP1706725B1 (en) * | 2003-12-03 | 2019-12-25 | FPInnovations | Circularly polarized light method for determining wall thickness and orientations of fibrils of cellulosic fibres |
-
1983
- 1983-09-28 JP JP58181639A patent/JPS6071936A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63188742A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-04 | Nec Home Electronics Ltd | 複屈折測定装置 |
| EP1706725B1 (en) * | 2003-12-03 | 2019-12-25 | FPInnovations | Circularly polarized light method for determining wall thickness and orientations of fibrils of cellulosic fibres |
| CN104931234A (zh) * | 2014-03-17 | 2015-09-23 | 南京理工大学 | 一种精确标定波片和偏振片夹角的装置及标定方法 |
| CN108680511A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-10-19 | 南京信息工程大学 | 一种基于圆偏振光的反射增强型旋光仪 |
| CN108680511B (zh) * | 2018-05-18 | 2023-08-25 | 南京信息工程大学 | 一种基于圆偏振光的反射增强型旋光仪 |
| CN108961191A (zh) * | 2018-07-18 | 2018-12-07 | 天津大学 | 一种散射环境中圆偏振及线偏振联合图像复原方法 |
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