JPS63274804A - 光ファイバ寸法測定方法及び装置 - Google Patents

光ファイバ寸法測定方法及び装置

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JPS63274804A
JPS63274804A JP10866387A JP10866387A JPS63274804A JP S63274804 A JPS63274804 A JP S63274804A JP 10866387 A JP10866387 A JP 10866387A JP 10866387 A JP10866387 A JP 10866387A JP S63274804 A JPS63274804 A JP S63274804A
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JP
Japan
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optical fiber
core
wavelength
cladding
light
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Pending
Application number
JP10866387A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Ichimura
清 市村
Hideaki Ito
英昭 伊藤
Masaki Fuse
正樹 布施
Takao Kawashima
川嶋 伯夫
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバのコア径およびクラッド厚を、次
の4つの条件を満足させて測定する方法およびその装置
に関する。
(1)非破壊検査であること。
(2)光ファイバの側面から測定できること。
(3)空気中で測定できること。
(4)  プラスチック、石英など各種素材の光ファイ
バが測定できること。
〔従来の技術〕
光ファイバの外径を測定する装置としては、V−ザ外径
測定機が一般に使用されている。しかし、この装置を通
常の方法で使用した場合、外径を測定することは可能で
あるが、コア径を測定することは不可能である。
従来、光ファイバのコア径を測定する方法として、次の
4種類の方法が知られている。
(1)光ファイバの断面を顕微鏡で観測する。
(2)特開昭61−104503 「発光表示電線」の
開示する方法は、デフスナック光ファイバを酢酸エチμ
に浸漬して、クラッド層のみを膨潤溶解させ、面光性光
ファイバを得るものである。これは、コア径を測定する
ことを目的としたものではないが、クラッド部を溶解し
た後、測定することが可能となる。
(3)特公昭61−55685 「光ファイバのコア軸
合せ方法」の開示する方法は、光ファイバの側面から紫
外光を照射し、Geがドーピングされているコアを可視
領域で発光させる。
これは、コア径を測定することを目的としたものではな
いが、コアのみを発光させるため、コア径を測定するこ
とが可能となる。
(4)  屈折率分布測定方法 光ファイバの軸に対して平行に偏波したレーザ光を、光
ファイバの中心軸に直角に入射させ、前方に生じる遠方
散乱パターンを角度θの関数として測定するものである
。このとき、光ファイバのクラッド部と空気の屈折率の
差による散乱を取り除き、内部の屈折率変化の情報を有
効に取り出すため、クラッドと略等しい屈折率を有する
マツチングオイμを満たした円筒形の透明容器に光ファ
イバを垂直に保持している。
これは、光ファイバの屈折率分布を測定することを目的
としたものであるが、屈折率差0の位置を検出すること
でコア径を測定することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
これら従来の光ファイバ径測定方法には、次の問題があ
った。
(1)は破壊検査であり、さらに、光ファイバの長手方
向に対してコア径の変化をみようとすると数多くの断面
サンプμを作成するという面倒な作業が必要となる。
(2)は光ファイバの側面からコア径を測定することが
できるが、破壊検査であること、クラッド部の溶解によ
りコア部へ影響を与え易いこと、といった問題がある。
(3)は光ファイバの側面からコア径を測定することが
でき、非破壊検査であるが、aeの発光を利用している
ため、デフスナック光ファイバには応用できない。
(4)は光ファイバの側面からコア径を測定することが
でき、非破壊検査であシ、しかも、プラスチック、石英
など各種素材の光ファイバが測定できるが、クラッドと
略等しい屈折率を有するマッチングオイμを満たした円
筒形の透明容器に光プアイパを垂直に保持することが必
要でおり、空気中では測定できない。
以上、説明したように、従来技術では前記の4条件を全
て満足して測定することはできなかった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上述した問題点を解決することを目的とし、そ
の要旨とするところは、 (1)光ファイバを構成するコア材とクラッド材の吸光
係数が異なる2つの波長k1、k2の光を光ファイバの
側面から、光ファイバ軸に対して直角にかつ光ファイバ
中心軸を通過するように照射して測定した各波長につい
ての光ファイバの吸光度α1.α2、波長kl、に、の
光によつて測定した光ファイバを構成するコア材とクラ
ッド材の各波長に対する吸光係数−1’s町“及び次式
を用いて演算処理し α1”μm’XL’+2μm′×L“ (II−1)α
!1μ、’XL’+2μ2′×L“ (n−2)(式中
L’、L“はそれぞれ光ファイバのコア径及びクラッド
厚を示す) 光ファイバのコア径、クラッド厚みを求めることを特徴
とする光ファイバ測定方法および装置にある。
〔作用〕
第1図は、本発明の測定方法を説明するための図である
1は光ファイバであシ、光ファイバ1の中心軸を通過せ
しめる波長にの光重。を側面からこの軸に対して直角に
かつ中心を通るように照射し、透過光IIを受光する。
ここで、コアとクラッドの屈折率差による反射成分を補
正し、光ファイバのみの真の透過率Tkを次式により求
める。
Rk  =  Rk1+ Rk、+Rk、+ Rk4 
    (m)Rk −1−(1−((na−nb)/
(na+nb))”)”X(1−((nb−n()/(
nb+nc))”)”(IV) Tk  −(I Tk/I□k)/  (1−Rk) 
   (V)αIC= log (1/Tk )   
        (Vl)na:空気の屈折率 nb:クラッドの屈折率 no:コアの屈折率 Rk、 :波長にでの空気とクラッドの境界面の反射量 Rk2二波長波長のクラッドとコアの境界面の反射量 Rk、 :波長にでのコアとクラッドの境界面の反射量 Rk4:波長にでのクラッドと空気の境界面の反射量 Rk:波長にでの各反射成分の合計値 Tk二波長にでの光ファイバの真の透過率αk =波長
にでの光ファイバの吸光度予め波長kを変えてコアとク
ラッドの1−当りそれぞれ真の透過率T’に、 ’r’
kを測定し、両者の吸光度差が大きい波長を選択する。
それには光ファイバの場合と同様に、まず屈折率差によ
る反射成分を補正し、コア材またはクラッド材の真の透
過率を求める。さてコア材またはクラッド材のそれぞれ
の反射量の合計値であるR’に、 R’には次式(m−
1)、(m−2)巳 R”k瓢R”kl + R]C4(III −2)R′
に5:波長にでの空気とコア材の境界面の反射量、 R’に・:波長にでのコア材と空気の境界面の反射量、 R#に、二波長にでの空気とクラッド材との境界面の反
射量、 R#に4:波長にでのクラッド材と空気との境界面の反
射量 これらのR’kまたはR“kを求めるには、R′に−2
((n、−n、)/(na−4−no) )” −((
na−no)/(na−)−no) )’(IV−1) R″に−2((na−nbン(nI!+nb) P −
((na−nb)/(na−1−nb) )’(IV−
2) 上記(IV−1)、  (IV−2)により、コア材お
よびクラッド材のみでできた1、ロー厚の板に光を入射
し、透過光(I’Tk ’)w (I#Tk)  およ
び入射光(”ok)・(工“ok)を測定してT’に=
(I’Tk/I’0)0/(1−R’k)    (V
−1)T”k=(I“Tk/I“。k)/(1−R”k
)    (V−2)上式(V−1)、(V−2)にょ
シ、コア材およびクラッド材の真の透過率を求める。
さらに次式(VI−I L  (Vl−2)によりコア
材およびクラッド材の吸光係数μ′に、μ#kを求める
μ’に一1og (1/T’k)     (VI−’
 )μ“IIC−1o (1/T”k)     (V
I−2)T’に:波長にでのコアの真の透過率 T#に:波長にでのクラッドの真の透過率μ′に二波長
にでのコアの吸光係数 μ“k:波長にでのクラッドの吸光係数また前述のコア
材およびクラッド材の吸光係数を求める方法は、屈折率
差による反射成分の補正を必要としたが、反射成分は厚
さに無関係であり、また式(Vl−1)、  (Vl−
2)で求められた吸光係数は1.0協当りの吸光度を意
味するので、板厚1.0 mと2.0mのコア材、クラ
ッド材で成型された板の吸光度を求めてその差分をとり
次式の通り各吸光係数を求める。
αf−μ’に=log(I’。k(1−R’k)/I’
Tk1)α′2−2μ’に一1og(I’。k(1−R
’k)/ x”rk、 )ζ− α’z −”+ −’○g (工′ok (’−Rc 
)/I’rz) −1ag(I’o k(1−へv與)
μ’に−log (I’Tk1/I’Tk、 )   
 (Vl−3)α′1:板厚1.0露のコア材で成型さ
れた吸光度α′2:板厚2.0mのコア材で成型された
吸光度μ′に:コア材の吸光係数 工′。k:コア材で成形された板への入射光量I’Tk
、I I’Tk2 ”コア材で成形された厚さ1,0゜
2.0w板からの透過光量 工“Tk、” ”Tk2 ’クラッド材で成形された厚
さto、2.0箇板からの透過光 量 上式(■−5)、(Vl−4)よりコア材、クラッド材
で成形された厚さ1.Q、2.0m板に光を入射し各々
の板を透過した光の光量(ITk’  1)t(”T 
k、 )t (工#Tks )+ (” Tk、 )を
測定して吸光係数μk ’μ#ヶを求める。
コレよりコア材とクラッド材の吸光係数p J k。
−“kの差が異なる2つの波長k1、k2を選定し、該
各波長に対する光ファイバの吸光度α1.α2、コアの
吸光係数μ”1 ’ * a’2を用い、次式′を演算
処理し光ファイバのコア径L′、クラッド厚みL“を求
める。
α1−μ’1X L’ +2μへXL“  (II−1
)α、−μ”、 X L’ +2μm×L“  (II
−2)第3図は、コア径し’/光ファイバ径りと光ファ
イバの透過率Tkとの関係を示す。コアとクラッドの吸
光度差が最大である波長1910111!1を選択し、
光ファイバ径を1■φで一定とした場合の、コア径/光
ファイバ径の比率と測定透過率の関係を表している。コ
ア径/光ファイバ径の比率を0〜1とした場合、透過率
は83〜54チと大きく変化するので、光コアイノ(径
が測定すれれば、コア径、クラッド厚みは容易に求めら
れることがわかる。
〔実施例〕
第2図は、光ファイバのコアとクラッドの1−当りのそ
れぞれの真の透過率の分光l<ターンを示す。第2図(
a)はコア、第2図(b)はクラッドである。この分光
パターンでは吸収領域が類似しているが、1690tl
l、 1910nm、2140nm、 2260 nm
でコアの吸収が大きくなっているため、これらいずれか
の波長を選定して透過率を測定すればよい。
(−コで、コアとクラッドの吸光度差が異なる2つの波
長として、1910 n!!5.2140 nullを
選定した。
波長を191 On!Dにより、光ファイバの真の透過
率を次のようにして求めた。
まず空気、クラッドおよびコアの屈折率はおのおの1.
 1.402. 1.495であり式〔■〕よυ、ファ
イバによる反射成分の合計値Rk−(LO57を求めた
。次にこのRk値と入射光素工。k と透過光素工Tk
を用いて(V)式よりTk−(L5919を得、式(V
l)によって真の吸光度α1−0.229を得た。
同様に波長を2140 mmにより光ファイバの真の吸
光度α、−α3043を得た。
次にコアとクラッドの各波長における吸光係数は、おの
おのμ′1譚1233.μ“1コQ、 056゜μ′、
関1307.μI′!=1130であり、これら−の値
を上記の如くして求めたα1.α、値及び(■−1)t
  (II−2)    −五→を用いて演算処理し、
光ファイバ径しコ1.007m、コア径L’=1981
m、クラッド厚みL“=Q、O15wmを得た。
第4図は、光ファイバ径測定装置の実施例を示す図であ
る。
光ファイバ1の側面から、照明装置5により光ファイバ
1の中心軸を通過する光をこの軸に対して直角に照射す
る。光ファイバ1の透過光は受光装置6で受光し、目的
とする波長成分のみを求め、演算装置7で前記の演算を
行い、光ファイバのコア径、クラッド厚みを計算する。
このコア径、クラッド厚みは表示部8に表示される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の測定方法を説明するための光ファイ
バ断面図である。 第2図は、光ファイバ素材のコア材およびクラッド材の
透過率の分光パターンを示す図である。t$12図(a
)はコア、第2図(b)はクラッドである。 第3図は、コア径/光ファイバ径の比と光ファイバの透
過率の関係を示す図である。 第4図は、光ファイバ径測定装置のブロック図である。 1・・・光ファイバ   2・・・コア3・・・クラッ
ド    4・・・空気5・・・照明装置    6・
・・受光装置7・・・演算装置    8・・・表示部
直径測定用光ファイバ断面図 も f 図 1−−−一九フフィバ 2−−一−コア 3−一一−クラッド 4−−−−’!気 L−一−−九ファイバ外 1−一一一コ7坏 t’−一一一りラッド厚与 1o−−−一人射光 R〆 −−−一浪長にでn反Jけうt、の・(ト1+1
′、良表 (nm + コアの透逼匙酢”T%hヒラ皮長にヒ0閏借、第2 図
 (0) 800  fooo  1200 1400 1COO
f800 2000 2200 2400−JL表(n
m ) クヲー/ト“の透、邊−耳”tf’os ” ’反森に
ヒの関係第2図(b) 禦端叶 ペ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ファイバを構成するコア材とクラッド材の吸光
    係数が異なる2つの波長k_1、k_2の光を光ファイ
    バの側面から、光ファイバ軸に対して直角にかつ光ファ
    イバ中心軸を通過するように照射して測定した各波長に
    ついての光ファイバの吸光度α_1、α_2、波長k_
    1、k_2の光によつて測定した光ファイバを構成する
    コア材とクラッド材の各波長に対する吸光係数μ_1′
    、μ_2′およびμ_1″、μ_2″及び次式を用いて
    演算処理し、 α_1=μ_1′×L′+2μ_1″×L″(II−1)
    α_1=μ_2′×L′+2μ_2″×L″(II−2)
    (式中L′、L″はそれぞれ光ファイバのコア径及びク
    ラッド厚を示す) 光ファイバのコア径、クラッド厚を求めることを特徴と
    する光ファイバ寸法測定方法。
  2. (2)光ファイバを構成するコア材とクラッド材の吸光
    係数が異なる2つの波長k_1、k_2の光を光ファイ
    バの側面から、光ファイバ軸に対して直角にかつ光ファ
    イバ中心軸を通過するように照射せしめる照明装置、各
    波長k_1、k_2の光ファイバの透過光を受光し各波
    長k_1、k_2による光ファイバの吸光度α_1、α
    _2を求める受光装置、吸光度α_1、α_2と波長k
    _1、k_2の光ファイバを構成するコア材およびクラ
    ッド材の吸光係数μ_1′、μ_2′およびμ_1″、
    μ_2″の各値及び次式を用いて演算処理して、 α_1=μ_1′×L′+2μ_1″×L″(II−1)
    α_2=μ_2′×L′+2μ_2″×L″(II−2)
    (式中L′は光ファイバのコア径を、L″は光ファイバ
    のクラッド厚を示す。) 光ファイバのコア径及びクラッド厚みを求める演算装置
    とを具備してなる光ファイバ寸法装置。
JP10866387A 1987-05-01 1987-05-01 光ファイバ寸法測定方法及び装置 Pending JPS63274804A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6055058A (en) * 1994-11-17 2000-04-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6055058A (en) * 1994-11-17 2000-04-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Method and device for determining the thickness and concentricity of a layer applied to a cylindrical body

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