KR20010091066A - 광섬유의 잔여 응력 및 포토일래스틱 효과 측정을 위한측정장치 및 그 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유의 잔여 응력 및 포토일래스틱 효과 측정을 위한 측정장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 개시된 측정장치는 광섬유의 잔여 응력을 측정하기 위한 장치에 있어서, 광원; 상기 광원으로부터 소정의 거리로 이격되어 상기 광원으로 방출된 빛의 공간적 코히어런스를 억제하기 위한 회전성 광 방산기; 상기 광 방산기를 통과한 방사 빛을 상기 광섬유가 설치된 위치에 집광시키기 위한 광 집광기; 상기 광 집광기를 통과한 빛을 광섬유 축에 대하여 45°선형 편광 빔으로 편광하는 편광기; 상기 편광기와 90°의 각도로 설치되며, 상기 광섬유가 놓여 밀착되어 광섬유의 배경 이미지를 투과하지 못하게 하는 편광 분석기; 상기 편광 분석기에 놓인 광섬유를 길이방향으로 인장시키며, 상기 광섬유에 가해지는 인정력을 측정하는 인장력 센서를 구비하는 광섬유 인장장치; 상기 광섬유를 투과한 빛의 이미지를 확대하기 위한 대물렌즈; 및 상기 광섬유 인장장치에 의해 상기 광섬유에 가해지는 인장력에 따른 광섬유의 투과 변화를 광섬유의 지름 위치에 따라 측정하는 씨씨디 어레이를 포함한다.
Description
본 발명은 광섬유 또는 광섬유 모재에 관한 것으로서, 특히 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
광섬유를 제작하는 과정에서 발생되는 응력(stress)이 제작된 후 제거되지 못하고 일부가 광섬유 안에 남아있게 된다. 이것을 잔여 응력(residual stress)이라고 한다. 잔여 응력 측정은 고 품질 광섬유 생산 및 특수 광섬유 개발과 그 특성연구를 위해 매우 중요한 측정장비이다.
광섬유의 생산과정인 고온의 인출 공정에서 발생하는 잔여 응력은 광섬유의 광 산란에 의한 광손실을 증가시키고, 포토일래스틱(photoelastic) 현상에 의해 굴절률 변화를 일으키게 된다. 따라서, 고 품질의 광섬유를 제작하기 위해서는 잔여 응력을 억제시키는 광섬유 생산(인출) 기술을 개발하여야 한다. 이러한 잔여 응력 억제기술 개발을 위해서는 광섬유의 잔여 응력을 정밀 측정할 수 있는 측정 장비개발이 필수적으로 요구된다.
또한, 최근들어 광섬유의 잔여 응력을 주기적으로 일부분 해소시키는 방법으로 장주기 광섬유 격자(long-period fiber grating)를 개발하고 있다. 이 소자의 스펙트럼 투과특성을 연구하고 특성향상을 위한 연구들을 수행하기 위해서는 잔여 응력 변화에 의한 굴절률 변화효과와 광섬유의 길이 방향으로의 주기적 잔여 응력의 해소되는 분포를 측정할 필요가 있다. 이에 더하여 잔여 응력에 의한 굴절률 변화 즉, 포토 일래스틱 효과의 도핑 물질 변화에 따른 변화 및 비선형 현상에 대한 심층적인 연구가 필요하다. 이러한 목적을 위해서는 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과를 삼차원적으로 측정 및 관찰할 수 있는 측정장비의 개발이 필요하다.
광섬유나 광섬유 모재(preform)의 잔여 응력 측정은 포토일래스틱 효과를 이용하여 측정되는데, 포토일래스틱 효과는 매질에 남아있는 응력의 방향에 따라 매질의 굴절률이 변하는 현상이다. 이 포토일래스틱 효과때문에 광섬유 또는 그 모재의 굴절률 값은 빛의 편광 방향에 따라 변하는 성질을 갖게 된다.
광섬유 모재나 광섬유의 축방향에 수직인 측면으로 두개의 서로 직교하는 편광 성분의 빛을 통과시키면 광섬유나 광섬유 모재에 남아있는 잔여 응력에 의한 포토일래스틱 효과때문에 빛의 편광 방향에 따라서 투과한 빛의 위상에 차이가 난다. 발생하는 위상차를 편광기(polariscope)를 이용하여 측정하면 잔여 응력의 정도를 알 수 있게 된다. 이러한 기존의 방법을 통하여 각각 광섬유 모재와 광섬유의 잔여 응력을 측정한 예를 들면 다음과 같다.
피. 엘. 추(P. L. Chu)와 티. 화이트브래드(T. Whitebread)의 논문 "Measurement of stresses in optical fiber and preform, Appl. Opt. 1982, 21, pp. 4241-4245"를 첫번째 예로 들수 있다. 피. 엘. 추(P. L. Chu)와 티. 화이트브래드(T. Whitebread)의 논문에는 광섬유의 잔여 응력을 포토일래스틱 효과를 이용하여 광학적으로 측정하는 방법 및 이론을 처음으로 구체적으로 제안하였고, 광섬유 및 그 모재에 대하여 잔여 응력 프로파일을 측정하였다.
제이. 알. 크로프(J. R. Kropp)등의 논문 "Fast photoelastic stress determination application to monomode fibers and splices, Meas. Sci. Technol. 4, 431-434, 1993"를 두번째 예로 들수 있다. 제이. 알. 크로프(J. R. Kropp)등의 논문에는 단일 모드 광섬유의 잔여 응력 및 융착 접합시 발생되는 응력을 조사하기 위해 포토일래스틱 효과를 이용한 광학적 측정장치가 개시되어 있다.
케이. 더블류. 레인(K. W. Raine)의 논문 "A microscope for measuring axial stresses profile in optical fibres with high spatial resolution and low noise, 4th Optical Fibre Measurement Conference(NPL Teddington UK), 269,1997"을 세번째 예로 들수 있다. 케이. 더블류. 레인(K. W. Raine)의 논문에는 기존의 포토일래스틱을 이용한 측정방법에 CCD 및 Half-Shade 방법을 응용하여 빠르고 분해능이 뛰어난 광섬유의 잔여 응력 측정장치 및 장치가 개시되어 있다.
통상적으로 잔여 응력 측정은 광섬유보다 상대적으로 단면적이 큰 광섬유 모재(지름=4센티미터)의 잔여 응력을 측정함으로서, 광섬유의 잔여 응력을 유추하는 방법을 쓴다. 그러나, 광섬유 모재는 열적 잔여 응력만을 가지고 있으므로, 광섬유 제조시 발생되는 역학적 잔여 응력은 측정되지 못하는 단점이 있다. 따라서, 이것을 알아내기 위해서는 광섬유를 가지고 직접 측정해야 하는데, 그 크기(클래딩 지름=120㎛, 코어 지름=8㎛)를 고려해 볼때, 고 분해능, 초정밀 측정을 요구하게 된다.
그러나, 기존의 측정 방법은 모재에 비해 상대적으로 작은 위상차, 이미지 확대의 어려움, 이미지 배경의 상대적 빛 세기에 의한 이미징 오차등의 여러 가지 기술적 문제점을 가지고 있다.
광섬유 모재의 잔여 응력 측정은 빛이 모재를 통과하는 투과거리(optical path length)가 길기 때문에 두 직교하는 편광(polarization)된 빛의 위상차가 180°나 그 이하 정도로 예상된다. 그러나, 광섬유의 잔여 응력 측정은 그 투과 거리가 모재에 비해 1/100 정도 밖에 되지 못하므로, 위상차가 2°정도나 그 이하로 예상된다. 따라서 이를 측정해 내기 위해서는 최소 0.1°정도의 분해능을 가지는 측정장치가 요구된다.
광섬유의 직경은 통상적으로 125㎛이므로, 이를 확대하여 이미지를 만들어야하는데, 기존의 모재 잔여응력 측정에서는 4분의 1 파판(waveplate) 및 편광분석기의 회전장치때문에 기존의 방법으로는 대물렌즈(object lens)를 광섬유에 밀착시키기가 매우 어렵다.
또한, 기존의 측정방법은 회전형 편광 분석기(rotating analyzer)를 회전시키면서 투과되는 빛의 주기적인 변화현상을 측정하므로, 광섬유 뿐만 아니라 그 배경까지 같이 주기적으로 변조되는 현상이 나타난다. 이는 정확한 광섬유의 이미지를 찾아내는데 큰 어려움을 주며, 광 검출기 주변의 빛의 산란현상때문에 이미지의 왜곡을 발생시킨다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 광섬유 생산 기술의 향상 및 특수 광섬유 개발을 위해서 길이방향으로 광섬유의 삼차원적인 잔여 응력 분포를 정밀하게 측정할 수 있는 측정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 편광기를 고정시켜 놓고, 광섬유에 서서히 인장력을 가하면서 투과하는 빛의 세기의 변화를 측정할 수 있는 측정장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 광섬유의 잔여 응력을 측정하기 위한 장치에 있어서,
광원;
상기 광원으로부터 소정의 거리로 이격되어 상기 광원으로 방출된 빛의 공간적 코히어런스를 억제하기 위한 회전성 광 방산기;
상기 광 방산기를 통과한 방사 빛을 상기 광섬유가 설치된 위치에 집광시키기 위한 광 집광기;
상기 광 집광기를 통과한 빛을 광섬유 축에 대하여 45°선형 편광 빔으로 편광하는 편광기;
상기 편광기와 90°의 각도로 설치되며, 상기 광섬유가 놓여 밀착되어 광섬유의 배경 이미지를 투과하지 못하게 하는 편광 분석기;
상기 편광 분석기에 놓인 광섬유를 길이방향으로 인장시키며, 상기 광섬유에 가해지는 인정력을 측정하는 인장력 센서를 구비하는 광섬유 인장장치;
상기 광섬유를 투과한 빛의 이미지를 확대하기 위한 대물렌즈; 및
상기 광섬유 인장장치에 의해 상기 광섬유에 가해지는 인장력에 따른 광섬유의 투과 변화를 광섬유의 지름 위치에 따라 측정하는 씨씨디 어레이를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유의 잔여응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유의 인장력을 측정하기 위하여 유리덮개와 편광분석기 사이에 설치된 상태를 나타내는 측면도.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명은 광섬유의 측면으로 투과하는 빛의 세기를 변화를 기존의 방법과 같이 편광기를 회전시키면서 측정하는 대신, 편광기를 고정시켜 놓고, 광섬유에 서서히 인장력을 가하면서 투과하는 빛의 세기의 변화를 측정한다.
광섬유에 인장력을 증가시키면, 포토일래스틱 효과에 의해 투과하는 빛의 위상값이 선형적으로 증가하여 편광기를 통과하여 측정되는 빛의 세기가 주기적으로 사인 함수(sine function)의 모양을 갖는다. 이 사인 함수의 위상을 측정함으로서, 광섬유가 원래 갖고 있던 잔여 응력에 의한 위상 변화를 알아내는 방법이다. 이 방법을 사용하면 전여 응력의 분해능 향상, 이미지 확대의 극대화, 배경 이미지의 빛의 세기 제거등의 기존 측정방법의 기술적 문제를 상당부분 해결할 수 있다. 또한, 주어진 광섬유의 포토일래스틱 효과도 매우 간단하고 정확하게 측정할 수 있다.
광섬유의 잔여응력은 보통 수개 Mpa 정도의 크기를 갖는다. 이 정도의 잔여 응력은 125 마이크론의 지름을 갖는 광섬유를 0.005 뉴튼(Newton)의 힘을 가했을 경우에 생기는 스트레스(stress)와 스트레인(strain)에 해당되며, 또한, 10cm의 광섬유가 0.5㎛ 정도 인장되었을 때 갖는 복원력에 해당한다. 이러한 광섬유를 0.5㎛인장시켜서 얻는 광섬유의 포토일래스틱 효과에 의한 위상변화와 이에 따른 광섬유를 투과한 빛의 세기 변화는 기존의 편광 분석기를 0.01°정도 움직였을 때 생기는 투과 빛의 세기 변화에 해당한다. 그러나, 스텝 모터를 사용해서 광섬유를 0.5㎛ 정도 인장시키는 것이 편광 분석기를 0.01°움직이는 것보다 기술상으로 현저하는 쉬운 방법이므로 본 발명은 기존의 잔여 응력 측정방법에 비하여 매우 큰 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유의 잔유 응력 및 포토일래스틱 효과 측정을 위한 측정장치를 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 광섬유 잔유 응력 및 포토일래스틱 효과 측정을 위한 장치는 광섬유의 인장력을 이용하여 그로 인한 빛의 세기의 주기적 변화를 측정함으로서, 잔여 응력 및 포토일래스틱 효과를 알아낸다. 본 발명에 따른 측정장치는 광원(102)으로서 헬륨네온(HeNe) 레이져 또는 아르곤-이온 레이져, 광 방산기(104)(optical diffuser),광 집광기(106)(optical condenser), 편광기(108)(polarizer), 자동이동 스테이지(120)(motorized linear stage), 인장력 센서(122)(piezo tranducer), 마이크로스코프 슬라이드 유리 덮개(111)(microscope slide glass cover), 편광 분석기(110)(polarization analyzer), 대물 렌즈(112)(objected lens), CCD 어레이(114)(Charge Coupled Device array)로 구성된다.
상기 광원(102)으로는 HeNe 레이져 또는 Ar-ion 레이져를 사용한다. 상기 광원(102)으로부터 방출된 빛이 광 방산기(104)를 통하여 완전 산란되어 방사된다. 상기 광원(102)으로서 HeNe 레이져 또는 Ar-ion 레이져의 사용이유는 이 광원의 스펙트럼이 매우 좁아서 거의 단파장의 광원으로 생각할 수 있으므로, 이러한 단파장 성질의 빛이 광섬유(P)를 투과하였을 때 각각 유일한 위상 변화값들을 나타낼 수 있다.
상기 광 방산기(104)의 사용은 이미지에 나타나는 광원(102)의 공간 코히런스(spatial coherence)에 의한 여러 종류의 회절 무늬들을 광 방산기(104)를 통하여 제거할 수 있기 때문이다. 이때, 상기 광 방산기(104)를 고속(＞1000rpm)으로 회전할 수 있게 설치된다. 상기 광 방산기(104)를 고속으로 회전시킴으로서 시간적으로 균일한 이미지를 얻을 수 있게 한다.
상기 광 방산기(104)를 통하여 방사된 빛은 광 집광기(106)에 의하여 광섬유(P)가 설치되어 있는 위치에 집광된다. 집광된 빛은 광 집광기(106) 다음에 위치한 편광기(108)에 의해서 광섬유(P) 축을 기준으로 45°기울어진 선형 편광을 갖는 빛으로 편광된다. 즉, 상기 광섬유(P)의 길이방향에 대해 도면에 도시된 방향과 같이 X방향과 Y방향으로 편광된 빛의 세기가 같은 두 광원이 동시에 광섬유(P)에 입사된다고 말할 수 있다. 상기 편광기(108)의 불균형성에 의한 편광 오차를 줄이기 위해서 편광기(108)를 투과하는 빛의 단면 크기(spot size)는 작을 수록 유리하다.
도 2에 도시된 바와같이, 상기 광섬유(P)는 마이크로스코프 슬라이드 유리 덮개(111)와 편광 분석기 (110)사이에 굴절률 매칭 젤(gel)이나 글리세린 등의 유리와 굴절률이 비슷한 물질을 넣은 뒤 그 사이에 끼워져서 설치된다. 이러한 광섬유(P)의 설치는 편광 분석기(110)를 광섬유(P)와 최대한 밀착시킬 수 있으므로 편광 오차를 줄일 수 있으며, 그 만큼 광섬유(P)와 대물 렌즈(112)사이의 거리가 가까워져 크게 확대된 이미지를 만들어 낼 수 있다.
도 1에 도시된 바와같이, 상기 광섬유(P)는 일단으로 이동 스테이지(120)와 연결되어 있고, 타단으로 인장력 센서(122)와 연결된 구성을 한다. 상기 인장력 센서(122)는 피에조 일렉트릭 트랜듀서(piezo electric tranducer)가 사용된다. 상기 이동 스테이지(120)에 의해 서서히 당겨지면서 광섬유(P)의 다른 한쪽 끝을 잡고 있는 피에조 일렉트릭 센서(122)에 의해 인장력이 측정된다.
상기 편광 분석기(110)는 앞의 편광기(108)와 90°각도로 설치된다. 따라서,광섬유(P)를 투과하지 않은 빛 즉, 배경 이미지(background)는 광섬유 인장에 관계없이 편광 분석기(110)에 의해 투과되지 못하게 된다. 이러한 구조는 주변 빛의 산란에 의한 이미지 왜곡을 억제하고 정확한 초점(focusing)을 찾는데 매우 편리하다.
상기 대물 렌즈(112)에 의해서 광섬유(P)의 이미지가 CCD 어레이(114)에 잡히도록 광섬유(P)와 대물 렌즈(112)의 거리를 미세하게 조절한다. 이때 광섬유(P)와 대물 렌즈(112)의 거리는 확대률이 약 100 정도 되도록 조절한다. 본 발명의 기본원리는 광섬유(P)에 인장력을 가하여 그에 따른 빛의 투과 변화를 광섬유의 지름의 위치에 따라서 CCD 어레리(114)로 측정하는 것이다. 이 투과된 빛은 광섬유(P)의 지름 좌표(radial coordinate)와 인장된 정도(strain)에 따라 각기 다른 값들이 될 수 있다. 따라서, 각 지름 좌표에 대해서 인장에 따른 빛 투과 변조를 측정 및 계산함으로서 잔여응력과 포토일래스틱 효과를 알아낼 수 있다.
주어진 지름 위치에 대하여 광섬유(P)에 가해진 인장력과 투과율 사이의 관계는형태를 가지며, 여기서는 투과된 두 편광 빛의 위상차를 의미한다. 이 위상차는 다음과 같이 하기 수학식 1로 분류될 수 있다.
여기서는 광섬유의 중심에서만큼 떨어져서 광섬유를 통과하는 빛이 가지는 위상 상수(phase constant)분포들을 나타내며,는 인장력,는인장력에 대한 위상 변화 계수이다. 따라서, 광섬유의 진여 응력은 상기의 위상 상수를, 포토일래스틱 효과는 위상 변화 계수를 측정함으로서 알아낼 수 있다. 이때 잔여 응력과 포토일래스틱 효과는 각각 하기 수학식 2와 수학식 3과 같은 위상 상수와 위상 변화 계수에 대해 아벨 변환관계(Abel integral transformation)를 갖고 있다.
여기서은 잔여 응력,은 포토일래스틱 상수,는 영의 계수,은 광섬유 반경 좌표,는 광섬유의 외경,는 광섬유를 통과하는 빛의 광섬유 중심으로부터의 거리이다.
이렇게 투과된 빛을 확대측정하기 위해서 대물 렌즈(112)와 CCD 카메라를 이용하여 CCD 어레이(114)에 확대된 상을 만든다. 측정된 2차원의 이미지를 이동 스테이지(120)의 이동량, 인장력 센서(122)의 인장력 값을 종합하여 컴퓨터(130)에 의해 계산되어 짐으로서, 상기 수학식 1과 같은 삼차원 빛 투과 그래프를 얻는다. 이렇게 얻어진 값들을 상기 수학식 2와 수학식 3에 대입하면 잔여응력과 포토일래스틱 계수를 각각 구할 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함을 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
이상으로 살펴본 바와같이, 종래의 측정 방법을 이용한 광섬유 잔여응력 측정은 몇몇 논문에서 발표되었으나, 정밀도가 떨어지고 상업화에 적합하지 못했다. 본 발명에 따른 측정장치는 보다 정밀하고, 실용성 있는 측정장비를 만들어 낼 수 있는 것으로 기대된다. 또한, 이 측정장치를 개발함으로서, 저 손실, 고 품질 광섬유 생산 기술 개발이 기대되며, 특수 광섬유 및 그를 이용한 소자들의 관련 기술들의 향상이 기대된다.
Claims (11)
- 광섬유의 잔여 응력을 측정하기 위한 장치에 있어서,광원;상기 광원으로부터 소정의 거리로 이격되어 상기 광원으로 방출된 빛의 공간적 코히어런스를 억제하기 위한 회전성 광 방산기;상기 광 방산기를 통과한 방사 빛을 상기 광섬유가 설치된 위치에 집광시키기 위한 광 집광기;상기 광 집광기를 통과한 빛을 광섬유 축에 대하여 45°선형 편광 빔으로 편광하는 편광기;상기 편광기와 90°의 각도로 설치되며, 상기 광섬유가 놓여 밀착되어 광섬유의 배경 이미지를 투과하지 못하게 하는 편광 분석기;상기 편광 분석기에 놓인 광섬유를 길이방향으로 인장시키며, 상기 광섬유에 가해지는 인정력을 측정하는 인장력 센서를 구비하는 광섬유 인장장치;상기 광섬유를 투과한 빛의 이미지를 확대하기 위한 대물렌즈; 및상기 광섬유 인장장치에 의해 상기 광섬유에 가해지는 인장력에 따른 광섬유의 투과 변화를 광섬유의 지름 위치에 따라 측정하는 씨씨디 어레이를 포함하는 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광원은 헬륨네온 레이져로 구성된 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광원은 아르곤-이온 레이져로 구성된 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 편광 분석기에 놓인 광섬유는 마이크로스코프 슬라이드 유리 덮개가 더 구비되는 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 마이크로스코프 슬라이드 유리 덮개와 편광 분석기사이에 놓인 광섬유에 유리 굴절율과 비슷한 굴절율 매질을 더 첨가하는 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 굴절률 매질은 굴절율 매칭 젤이나 글리세린으로 이루어진 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광섬유 인장장치는 광섬유에 조사되는 빛의 집광 부분을 기준으로 광섬유 일단에 고정된 이동 스테이지; 및 상기 광섬유의 타단에 구비된 인장력 센서를 포함하는 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 인장력 센서는 피에조 일렉트릭 트랜듀서로 이루어진 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 광 방산기는 1000rpm이상 고속으로 회전시키는 광섬유의 잔여 응력 및 포토 일래스틱 효과 측정을 위한 측정 장치
- 광섬유의 잔여 응력 및 포토일래스틱 효과를 측정하기 위한 측정장치를 이용한 측정방법에 있어서,자동화된 이동 스테이지를 사용하여 광섬유에 인장력을 변화시켜 가면서, 상기 인장력을 측정함과 아울러 포토일래스틱 효과에 의한 빛의 투과율 변화 데이터를 수집하며, 수집된형태의 투과율 변화 데이터와 상기 측정된 인장력을 가지고 하기 수학식 4에 따라 주어진값에 대한 정확한 위상변화 계수와 위상 상수를 얻는 측정방법.는 광섬유의 중심에서만큼 떨어져서 광섬유를 통과하는 빛이 가지는 위상 상수(phase constant)분포들을 나타내며,는 인장력,는 인장력에 대한 위상 변화 계수이다.
- 제10항에 있어서, 상기 얻어낸 위상변화 계수와 위상 상수를 가지고 하기 수학식 5와 수학식 6의 아벨 변환식을 이용하여 수치적으로 잔여응력와 포토일래스틱 상수을 얻는 측정방법.은 잔여 응력,은 포토일래스틱 상수,는 영의 계수,은 광섬유 반경 좌표,는 광섬유의 외경,는 광섬유를 통과하는 빛의 광섬유 중심으로부터의 거리이다.
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