JPS6395336A - 屈折率分布の測定方法 - Google Patents

屈折率分布の測定方法

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JPS6395336A
JPS6395336A JP24078186A JP24078186A JPS6395336A JP S6395336 A JPS6395336 A JP S6395336A JP 24078186 A JP24078186 A JP 24078186A JP 24078186 A JP24078186 A JP 24078186A JP S6395336 A JPS6395336 A JP S6395336A
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Hajime Kishi
岸　元
Ryozo Yamauchi
良三 山内
Takeru Fukuda
福田　長
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Fujikura Ltd
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Fujikura Ltd
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    • 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
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/412—Index profiling of optical fibres

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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］ 光ファイバやロッドレンズの製造方法として。
最終製品と同様な半径方向の屈折率分布を有するプリフ
ォームを作製し、これを細く引伸ばすことにより製品を
得る方法がある。
これらの製造に際して、プリフォームの屈折率分布測定
は、ファイバ化前のフィードバックデータとして特に重
要である。
プリフォームの屈折率測定法は、多種類あるが、この発
明は、その中の、非破壊で、精度の良い屈折率分布測定
方法に関するものである。
［従来の技術］ 代表的な測定構成を第４図にを示す。
Ｈｅ−Ｎｅレーザ１０（７）光線１２をミラー１４によ
って任意の角度０方向に曲げる。その光線１２を第一の
レンズ１６によって光軸１１と平行な光とし、マツチン
グオイル１８中のプリフォーム２０に入射させる。
入射光線は、プリフォーム２０の屈折率分布により、角
度φ方向に曲がり、第２のレンズ２２とシリンドリカル
レンズ２４とを通り、観察面２５にあるラインセンサ２
６に入る。
２８はラインセンサ２６の電源ならびに位置検出回路で
ある。
以下の説明の都合上、Ｘ　＋　１の方向を矢印３０のよ
うにきめる。なお、ｙ方向は母材２０の軸と同方向で、
紙面に対して直角の方向であり、Ｘ方向は、ｙ方向と光
軸１１の両方に対して直角な方向である。
出射角φは、次式から求められる。
ｆ：第２のレンズ２２の焦点距離 Ｘ：出射光スポットの位置 この出射角φから、プリフォーム２０の屈折率分布ｎ（
ｒ）は１次式で求められる。
ｎ２　：マッチングオイル１８の屈折率ａニブリフォー
ム２０の半径 ［発明が解決しようとする問題点］ プリフォーム２０への光線１２の入射位置を。
Ｘ方向に順次ずらせてゆくと（ｙ方向の高さ一定）、第
５ａ図のように、出射光のレーザスポット３２は、観察
面２５にあるラインセンサ２６上（Ｘ軸方向上）を順次
移動する。
その各位置のＸから、式（１）を用いて、φを求め、そ
れから（２）式により屈折率分布を得る。
ところが、このようにレーザスポット３２がＸ軸上を１
次的に移動するめは、シリンドリカルレンズ２４がある
ためである。
第４図では、出射角φは、Ｘ方向のみの振れとして示し
ているが、実際は、複数の回折光スポットが発生し、２
次元に広がっている。
それは、プリフォーム２０に軸方向の屈折率のゆらぎが
あるためである。
もしシリンドリカルレンズ２４がなかったとすると、観
察面２５上に出射するレーザスポット３２は、たとえば
第５ｂ図のように移動する。
このように２次元に発生した複数の回折光スポットを、
シリンドリカルレンズ２４を使って複数の回折光すべて
を強制的にＸ軸上に圧縮しているわけである。
そのために真の屈折率分布が求まらない。
さらに、各レーザスポット３２についてみると、それぞ
れの高強度のレーザスポット３２には、第６ａ図のよう
に、高次（１次、２次、−一−ｎ次）の回折光スポット
３４が付随する。
第６ｂ図に、座標の原点を移動し、かつ拡大して示した
。ただし同図では回折光スポット３４は第２次までとし
、それ以上は省略した。
ところが従来のように、シリンドリカルレンズ２４によ
りすべての回折光をＸ軸上に圧縮したのでは、正確な情
報を得ようと思っても不可能である。
［問題点を解決するための手段］ この発明は、第１ａ図、第ｔｂ図のように、（１）シリ
ンドリカルレンズ２４を使用して光線１２の複数個の回
折光スポットを圧縮するということはしないで、その代
りに観察面２５にＴＶカメラ３８のような２次元の受光
素子を置き、（２）出射光の中の複数の回折光を２次元
的に解析すること。
によって、上記の問題の解決を図ったものである。
［実施例］ 第１ａ図は本発明の実施例の測定構成をｙ方向から見た
説明図であり、第１ｂ図は同じくＸ方向から見た状態の
説明図である。
これらの図において、１０はＨｅ−Ｎｅレーザ、１６は
第一のレンズ。
１８はマツチングオイル、２０はプリフォーム、１９は
それらが入っている容器で、２１はプリフォーム２０の
中心面。
容器１９全体を、ステッピングモータ３６により、ｘ、
ｙの両方向に移動できるようにする。
２２は第２のレンズ、３８はＴＶカメラである（外にＣ
ＯＤ、半導体装置検出器などの２次元の受光素子も使用
できる）。
４０は信号処理回路、４２は出力である。
［作　用］ （１）Ｈｅ−Ｎｅレーザ１０の光線１２を第一のレンズ
１６で集光する。その光線をプリフォーム２０の入って
いる容器１９に対して垂直に入射し、光線１２の最小の
スポットサイズがプリフォーム２０の中心面２１に合う
ように、第一のレンズ１６を調節する。
（２）そして、プリフォーム２０の任意の位ｎに光線１
２をあてるために、ステッピングモータ３６で容器１９
全体をＸ方向に移動する。
（３）プリフォーム２０から屈折角φ！で出射した０次
の回折光線を、第２のレンズ２２を通して受光素子に入
射する。
このときのφ菫は、次式で求められる。
ｆ：第２のレンズ２２の焦点距離 Ｘ：０次のレーザスポット３２のＸ軸方向の位と （４）その光線をＴＶ右カメラ８に入射する。
容器１９をＸ方向にのみ移動させたと！！（ｙ方向の高
さ一定）、ＴＶ右カメラ８で検出するレーザスポット３
２の像は、高次の回折光を除いて示せば、たとえば第２
図のようになる（上記第５ａ図と同じ）。
各位置のレーザスポット３２のＸから上記のようにφＸ
を求める。
そして、０次回折光のφ！から、プリフォーム２０の半
径方向の屈折率分布を計算することができる。
その−例を第３図に示す。
［発明の効果］ （１）シリンドリカルレンズ２４を使用せず、２次元の
受光素子で出射光をモニタしているので、プリフォーム
２０の半径方向および縦方向の屈折率のゆらぎを測定す
るこができる。
（２）高次の回折光により軸方向の屈折率ゆらぎも測定
することができるので、上記のように、ファイバ化した
ときの伝送帯域特性への影響を予想することが可能にな
る。
（３）シリンドリカルレンズ２４を使用しすべての回折
光をモニタしてないので、その測定誤差がなくなり、全
体の測定精度が上がる。
【図面の簡単な説明】
第１ａ図は本発明の実施例の測定構成をｙ方向から見た
状態の説明図、 第１ｂ図は本発明の実施例の測定構成をＸ方向から見た
状態の説明図。 第２図はＴＶ右カメラ８で検出するレーザスポット３２
の像の説明図、 第３図はプリフォーム２０の半径方向のゆらぎによる屈
折率分布図、 ｉ４図は従来の測定方法の説明図、 第５ａ図はラインセンサ２６により検出されるレーザス
ポット３２の状態の説明図、 第５ｂ図はシリンドリカルレンズ２４を用いなかった場
合のレーザスポット３２の説明図、第６ａ図はレーザス
ポット３２に高次の回折光スポット３４を併記した説明
図、で、 ｔ５６ｂ図はそれを座標変換して示した説明図。 １０：Ｈｅ−Ｎｅレーザ １１：光軸　　　　　１２：光線 １４：ミラー　　　　１６：ｇ：ｉＳ−のレンズ１８：
マツチングオイル １９：容器　　　　　２０ニブリフォーム２１：中心面
　　　　２２：第２のレンズ２４ニジリントリカルレン
ズ ２５：観察面　　　　２６：ラインセンサ３０：矢印　
　　　　３１：矢印 ３２：レーザスポット　３４：回折光スポット３６：ス
テッピングモータ ３８：ＴＶ左カメラ　４０：信号処理回路４２：出力

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 プリフォームの軸の垂直方向から光線を照射し、その出
    射光の出射角を測定することにより、プリフォーム内の
    屈折率分布を決定する方法において、 出射光の中の特定の回折方向の光を２次元的に解析する
    ことを特徴とする、屈折率分布の測定方法。
JP24078186A 1986-10-10 1986-10-10 屈折率分布の測定方法 Granted JPS6395336A (ja)

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JPS6395336A true JPS6395336A (ja) 1988-04-26
JPH0364816B2 JPH0364816B2 (ja) 1991-10-08

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