JP3072986B2 - 光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置 - Google Patents
光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置Info
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- 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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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ母材の
内部屈折率分布測定法と測定装置に関するものである。
内部屈折率分布測定法と測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバは、情報化社会を支える情報
媒体として重要であるが、その性能は内部に形成された
屈折率分布の形状によって決まる。このことは、屈折率
分布形状の精密な制御技術に加えて、形成された構造を
検証するための計測技術が不可欠であることを意味して
おり、事実、光ファイバの研究開発及び製造現場での品
質管理のために屈折率分布計測が盛んに行われている。
この場合、光ファイバは極めて細径であるため、その内
部を詳細に計測することは難しく、誤差が大きい。そこ
で、通常は、光ファイバに線引きする前の中間生成物で
あるプリフォーム（光ファイバ母材。以下、母材と呼
ぶ。）の段階で計測することが行われる。母材の内部に
は、光ファイバとして必要な屈折率構造がＣＶＤ法、Ｖ
ＡＤ法等の方法により形成されており、母材の構造と光
ファイバの構造は相似形で、母材での測定結果はスケー
ルを縮小すればそのまま光ファイバに適用できるものと
見做され、母材を加熱軟化させて規定の直径の光ファイ
バへと線引きして光ファイバが作製される。
媒体として重要であるが、その性能は内部に形成された
屈折率分布の形状によって決まる。このことは、屈折率
分布形状の精密な制御技術に加えて、形成された構造を
検証するための計測技術が不可欠であることを意味して
おり、事実、光ファイバの研究開発及び製造現場での品
質管理のために屈折率分布計測が盛んに行われている。
この場合、光ファイバは極めて細径であるため、その内
部を詳細に計測することは難しく、誤差が大きい。そこ
で、通常は、光ファイバに線引きする前の中間生成物で
あるプリフォーム（光ファイバ母材。以下、母材と呼
ぶ。）の段階で計測することが行われる。母材の内部に
は、光ファイバとして必要な屈折率構造がＣＶＤ法、Ｖ
ＡＤ法等の方法により形成されており、母材の構造と光
ファイバの構造は相似形で、母材での測定結果はスケー
ルを縮小すればそのまま光ファイバに適用できるものと
見做され、母材を加熱軟化させて規定の直径の光ファイ
バへと線引きして光ファイバが作製される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバ母材の屈折
率を測定する従来の方法は、平行光線若しくは細いレー
ザ光線を被測定物を透過せしめ、内部の屈折率分布によ
り受ける光線の屈曲を測定して、偏向関数を求めてい
た。
率を測定する従来の方法は、平行光線若しくは細いレー
ザ光線を被測定物を透過せしめ、内部の屈折率分布によ
り受ける光線の屈曲を測定して、偏向関数を求めてい
た。
【０００４】しかし、高ＮＡ（開口数）光ファイバ母材
のように、屈折率変化が大きい被測定物では、透過する
光線の屈曲角も大きくなり、検出器の視野に入り切らな
いという事態が発生する。つまり、曲がり角の大きい光
線は検出することが困難となり、測定から漏れるため、
測定精度は大幅に低下するという問題があった。
のように、屈折率変化が大きい被測定物では、透過する
光線の屈曲角も大きくなり、検出器の視野に入り切らな
いという事態が発生する。つまり、曲がり角の大きい光
線は検出することが困難となり、測定から漏れるため、
測定精度は大幅に低下するという問題があった。
【０００５】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、高ＮＡ光ファイ
バ母材の屈折率分布測定を可能とする光ファイバ母材の
内部屈折率分布測定法と測定装置を提供することであ
る。特に、従来の方法では測定が困難な母材にも対処で
きる新しい測定技術を提供することができる。
みてなされたものであり、その目的は、高ＮＡ光ファイ
バ母材の屈折率分布測定を可能とする光ファイバ母材の
内部屈折率分布測定法と測定装置を提供することであ
る。特に、従来の方法では測定が困難な母材にも対処で
きる新しい測定技術を提供することができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法は、円柱状
で内部には不均一な屈折率分布を持つ光ファイバ母材の
背後に画像を配置し、前記画像として、画像のある一点
から出発した光線がその出発した画像内の位置の情報を
持つ図柄を用い、光ファイバ母材を通して前記画像の像
を撮影し、その撮影された像の歪みを解析することによ
り偏向関数を求め、その偏向関数に基づいて光ファイバ
母材の屈折率分布を求めることを特徴とする方法であ
る。
明の光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法は、円柱状
で内部には不均一な屈折率分布を持つ光ファイバ母材の
背後に画像を配置し、前記画像として、画像のある一点
から出発した光線がその出発した画像内の位置の情報を
持つ図柄を用い、光ファイバ母材を通して前記画像の像
を撮影し、その撮影された像の歪みを解析することによ
り偏向関数を求め、その偏向関数に基づいて光ファイバ
母材の屈折率分布を求めることを特徴とする方法であ
る。
【０００７】この場合、画像の像から光線追跡法により
前記偏向関数を求めるようにすることが望ましい。
前記偏向関数を求めるようにすることが望ましい。
【０００８】また、画像をインコヒーレント光源で照明
することことが望ましい。
することことが望ましい。
【０００９】
【００１０】そのような図柄として、直角三角形の２値
画像を用いることができる。この場合に、図柄の状況に
合わせて部分的に異なるしきい値を設定して濃淡画像の
境界線を求め、求めた境界線を組み合わせて全体の境界
線を求め、その境界線から像の歪み分布を求めることが
望ましい。
画像を用いることができる。この場合に、図柄の状況に
合わせて部分的に異なるしきい値を設定して濃淡画像の
境界線を求め、求めた境界線を組み合わせて全体の境界
線を求め、その境界線から像の歪み分布を求めることが
望ましい。
【００１１】また、図柄として、二等辺三角形の２値画
像、あるいは、波長あるいは色相が連続性に変わってい
る画像を用いることができる。
像、あるいは、波長あるいは色相が連続性に変わってい
る画像を用いることができる。
【００１２】本発明の光ファイバ母材の内部屈折率分布
測定装置は、円柱状で内部には不均一な屈折率分布を持
つ光ファイバ母材の背後に画像を配置し、光ファイバ母
材を通して前記画像の像を撮影し、その撮影された像の
歪みを解析することにより偏向関数を求め、その偏向関
数に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求める光フ
ァイバ母材の内部屈折率分布測定装置において、画像の
ある一点から出発した光線がその出発した画像内の位置
の情報を持つ図柄からなる画像と、その画像を照明する
インコヒーレント光源と、その画像の前方に光ファイバ
母材を支持する支持装置と、光ファイバ母材を通して前
記画像の像を撮影する撮影装置と、撮影された歪んだ像
から偏向関数を求め、その偏向関数に基づいて光ファイ
バ母材の屈折率分布を求める演算装置とを備えているこ
とを特徴とするものである。
測定装置は、円柱状で内部には不均一な屈折率分布を持
つ光ファイバ母材の背後に画像を配置し、光ファイバ母
材を通して前記画像の像を撮影し、その撮影された像の
歪みを解析することにより偏向関数を求め、その偏向関
数に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求める光フ
ァイバ母材の内部屈折率分布測定装置において、画像の
ある一点から出発した光線がその出発した画像内の位置
の情報を持つ図柄からなる画像と、その画像を照明する
インコヒーレント光源と、その画像の前方に光ファイバ
母材を支持する支持装置と、光ファイバ母材を通して前
記画像の像を撮影する撮影装置と、撮影された歪んだ像
から偏向関数を求め、その偏向関数に基づいて光ファイ
バ母材の屈折率分布を求める演算装置とを備えているこ
とを特徴とするものである。
【００１３】この場合、インコヒーレント光源が、光源
とその前方に配置した散乱板とからなるものを用いるこ
とができる。また、電界発光板を用いることもできる。
とその前方に配置した散乱板とからなるものを用いるこ
とができる。また、電界発光板を用いることもできる。
【００１４】また、撮影装置は、口径を制限する絞り、
マスクあるいは空間フィルタを備えていることが望まし
い。
マスクあるいは空間フィルタを備えていることが望まし
い。
【００１５】本発明においては、円柱状で内部には不均
一な屈折率分布を持つ光ファイバ母材の背後に画像を配
置し、その画像として、画像のある一点から出発した光
線がその出発した画像内の位置の情報を持つ図柄を用
い、光ファイバ母材を通してその画像の像を撮影し、そ
の撮影された像の歪みを解析することにより偏向関数を
求め、その偏向関数に基づいて光ファイバ母材の屈折率
分布を求めるので、高ＮＡ光ファイバ母材であって透過
する光線の屈曲角が大きくなっても画像撮影が可能とな
り、歪んだ像を撮影できる。したがって、従来の方法で
は測定が困難な高ＮＡ光ファイバ母材であっても高精度
で屈折率分布を測定することができ、光ファイバの性能
向上に貢献し、ひいては情報化社会の発展に寄与するこ
とができる。
一な屈折率分布を持つ光ファイバ母材の背後に画像を配
置し、その画像として、画像のある一点から出発した光
線がその出発した画像内の位置の情報を持つ図柄を用
い、光ファイバ母材を通してその画像の像を撮影し、そ
の撮影された像の歪みを解析することにより偏向関数を
求め、その偏向関数に基づいて光ファイバ母材の屈折率
分布を求めるので、高ＮＡ光ファイバ母材であって透過
する光線の屈曲角が大きくなっても画像撮影が可能とな
り、歪んだ像を撮影できる。したがって、従来の方法で
は測定が困難な高ＮＡ光ファイバ母材であっても高精度
で屈折率分布を測定することができ、光ファイバの性能
向上に貢献し、ひいては情報化社会の発展に寄与するこ
とができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の光ファイバ母材の
内部屈折率分布測定法と測定装置の原理と実施例につい
て説明する。従来の屈折率分布測定法では、光線は被測
定物には角度０°で入射させており、光線の曲がり角
は、入射した光線の向き（方向）を基準として、透過後
の光線の傾きから測定していた。この方法では、検出器
口径よりも大きく屈曲する光線は検出することができ
ず、誤差を与えるという問題があった。
内部屈折率分布測定法と測定装置の原理と実施例につい
て説明する。従来の屈折率分布測定法では、光線は被測
定物には角度０°で入射させており、光線の曲がり角
は、入射した光線の向き（方向）を基準として、透過後
の光線の傾きから測定していた。この方法では、検出器
口径よりも大きく屈曲する光線は検出することができ
ず、誤差を与えるという問題があった。
【００１７】それに対して、本発明では、曲がり角をφ
1 、φ2 （１本の光線につき、φ2は光軸に対する被測
定物への入射角、φ1 は光軸に対する被測定物からの射
出角）の２つに分けることにより、大きな曲がり角であ
っても、２分割によりそれぞれの角度は余り大きくなら
ないようにできるようにした。このことにより、大きな
曲がり角を持った光線を漏らさず検知できる。
1 、φ2 （１本の光線につき、φ2は光軸に対する被測
定物への入射角、φ1 は光軸に対する被測定物からの射
出角）の２つに分けることにより、大きな曲がり角であ
っても、２分割によりそれぞれの角度は余り大きくなら
ないようにできるようにした。このことにより、大きな
曲がり角を持った光線を漏らさず検知できる。
【００１８】しかし、従来の方法では、平行光を用いて
いるため、光線の出発位置の情報は既知であったが、本
発明の方法では変数であり、随時測定しなければならな
いという新たな問題が生じる。これに対しては、本発明
では新しい概念を導入してこの問題を解決している。つ
まり、母材の背後に画像を配置し、母材を透かして見た
ときの画像の歪みを利用するものである。歪んでいない
場合との差異から、光線の出発点の移動量が分かり、光
線の出発点の位置を定めることができるというものであ
る。
いるため、光線の出発位置の情報は既知であったが、本
発明の方法では変数であり、随時測定しなければならな
いという新たな問題が生じる。これに対しては、本発明
では新しい概念を導入してこの問題を解決している。つ
まり、母材の背後に画像を配置し、母材を透かして見た
ときの画像の歪みを利用するものである。歪んでいない
場合との差異から、光線の出発点の移動量が分かり、光
線の出発点の位置を定めることができるというものであ
る。
【００１９】この方法は、より一般化した表現を借りれ
ば、それぞれの光線にその出発点の位置情報を持たせる
ことにより、画像解析によりこれを再生できるようにす
るという発想である。このようにして、新たな問題を解
決したので、従来では困難であった大きな曲がり角を持
つ光線も捕捉できることとなり、測定誤差要因の排除が
可能となった。
ば、それぞれの光線にその出発点の位置情報を持たせる
ことにより、画像解析によりこれを再生できるようにす
るという発想である。このようにして、新たな問題を解
決したので、従来では困難であった大きな曲がり角を持
つ光線も捕捉できることとなり、測定誤差要因の排除が
可能となった。
【００２０】図１を用いて本発明の原理を説明する。図
１（ａ）は、画像６を被測定物体（光ファイバ母材）１
を透かして画像撮影装置（画像センサ）３により撮影す
る状態を表している。説明のため、座標ｘを母材１の軸
方向にとり、これに互いに垂直になるようにｙ軸及びｚ
軸を図のようにとるものとする。
１（ａ）は、画像６を被測定物体（光ファイバ母材）１
を透かして画像撮影装置（画像センサ）３により撮影す
る状態を表している。説明のため、座標ｘを母材１の軸
方向にとり、これに互いに垂直になるようにｙ軸及びｚ
軸を図のようにとるものとする。
【００２１】光は画像６を（２次）光源としてこの面か
ら発せられる。光線の出発位置をＳとする。光は被測定
物体１を透過後、絞り７を通って画像撮影装置３に入射
してその中のＣＣＤ５によりその映像が撮影される。図
中では、そのような光の１例を光線２として示してあ
る。もし、被測定物１がなければ、若しくは、周囲と同
じ屈折率の値を有していれば、ＣＣＤ５に到来する光線
は図中のＳ＝Ｓ0 から発せられたものであるはずである
が、被測定物体１の内部に屈折率不均一があると、図の
ように光線２は曲げられ、その結果、検出される光線２
は別の点から出発したものになる。その結果、画像はΔ
Ｓ歪んだものが撮影される。そこで、この画像歪みを撮
影された映像を解析して求め、今度はこの歪みから光線
の曲がり角を推定する。光線の曲がり角をさまざまな光
線に対して求めたものは偏向関数と呼ばれるが、偏向関
数はこれを数値変換すれば、屈折率分布関数が求められ
ることは既知の計算技術であり（例えば、Electron. Le
tt.,13,pp.736-738(1977);J.Lightwave Tech.,LT-3,pp.
678-683(1985) ）、偏向関数を測定により求め、次に、
この関数を数値処理することにより、屈折率分布を求め
ることができることは周知の事実である。
ら発せられる。光線の出発位置をＳとする。光は被測定
物体１を透過後、絞り７を通って画像撮影装置３に入射
してその中のＣＣＤ５によりその映像が撮影される。図
中では、そのような光の１例を光線２として示してあ
る。もし、被測定物１がなければ、若しくは、周囲と同
じ屈折率の値を有していれば、ＣＣＤ５に到来する光線
は図中のＳ＝Ｓ0 から発せられたものであるはずである
が、被測定物体１の内部に屈折率不均一があると、図の
ように光線２は曲げられ、その結果、検出される光線２
は別の点から出発したものになる。その結果、画像はΔ
Ｓ歪んだものが撮影される。そこで、この画像歪みを撮
影された映像を解析して求め、今度はこの歪みから光線
の曲がり角を推定する。光線の曲がり角をさまざまな光
線に対して求めたものは偏向関数と呼ばれるが、偏向関
数はこれを数値変換すれば、屈折率分布関数が求められ
ることは既知の計算技術であり（例えば、Electron. Le
tt.,13,pp.736-738(1977);J.Lightwave Tech.,LT-3,pp.
678-683(1985) ）、偏向関数を測定により求め、次に、
この関数を数値処理することにより、屈折率分布を求め
ることができることは周知の事実である。
【００２２】すなわち、本発明は、具体的には偏向関数
を求める過程において新規な技術を用いた光ファイバ母
材の屈折率測定法及び測定装置を提供するものである。
を求める過程において新規な技術を用いた光ファイバ母
材の屈折率測定法及び測定装置を提供するものである。
【００２３】偏向関数Φ（ｙ”）は２つの角度成分の和
により与えられる。すなわち、 Φ（ｙ”）＝φ1 ＋φ2 ・・・（１） ここに、ｙ”は画像撮影装置３に入射する光線２の被測
定物（光ファイバ母材）１中心からの距離、φ1 、φ2
はそれぞれ画像撮影装置３への光線２のｚ軸（光軸）に
対する入射角、及び、その光線２の画像６からの出射角
である。
により与えられる。すなわち、 Φ（ｙ”）＝φ1 ＋φ2 ・・・（１） ここに、ｙ”は画像撮影装置３に入射する光線２の被測
定物（光ファイバ母材）１中心からの距離、φ1 、φ2
はそれぞれ画像撮影装置３への光線２のｚ軸（光軸）に
対する入射角、及び、その光線２の画像６からの出射角
である。
【００２４】いま、測定対象の光ファイバ母材１は、通
常、その軸ｘ方向には略均一の内部構造を維持している
ということを考慮すれば、φ1 とφ2 は同一平面に定義
でき、また、Ｓ軸はｙ軸と平行であると考えることがで
きる。光線２の画像６面でのずれ量ΔＳ＝Ｓ0 −Ｓは光
線２の角度φ1 、φ2 と次の関係にある。
常、その軸ｘ方向には略均一の内部構造を維持している
ということを考慮すれば、φ1 とφ2 は同一平面に定義
でき、また、Ｓ軸はｙ軸と平行であると考えることがで
きる。光線２の画像６面でのずれ量ΔＳ＝Ｓ0 −Ｓは光
線２の角度φ1 、φ2 と次の関係にある。
【００２５】 ΔＳ＝ａ（ｔａｎφ1 ＋ｔａｎφ2 ） ・・・（２） ただし、 ａ＝（Ｄ＋Ｒ）−ｙ”・ｓｉｎ｛（φ2 −φ1 ）／２｝ ÷ｃｏｓ｛（φ2 ＋φ1 ）／２｝・・・（３） Ｄは被測定物体（光ファイバ母材）１と透かして見てい
る画像６の間隔、Ｒは被測定物（光ファイバ母材）１の
半径であり、また、画像撮像装置３の受光レンズ４から
被測定物（光ファイバ母材）１の中心軸ｘまでの距離を
Ｌとして、 ｙ”＝Ｌ・ｓｉｎφ1 ・・・（４） φ1 ＝ｔａｎ-1（ｙ／Ｌ） ・・・（５） と表すことができる。
る画像６の間隔、Ｒは被測定物（光ファイバ母材）１の
半径であり、また、画像撮像装置３の受光レンズ４から
被測定物（光ファイバ母材）１の中心軸ｘまでの距離を
Ｌとして、 ｙ”＝Ｌ・ｓｉｎφ1 ・・・（４） φ1 ＝ｔａｎ-1（ｙ／Ｌ） ・・・（５） と表すことができる。
【００２６】式（５）において、Ｌは実測可能であり、
ｙは撮影した映像から読み取れるから、φ1 は容易に計
算できる。式（４）において、φ1 が与えられれば、
ｙ”が計算できる。式（２）及び式（３）の計算におい
ては、Ｄ及びＲは実測可能であるから、ΔＳが測定でき
れば、φ2 は決定できることが分かる。したがって、こ
のようにして光線追跡法により求めたφ1 とφ2 から、
式（１）により偏向関数Φ（ｙ”）が得られる。
ｙは撮影した映像から読み取れるから、φ1 は容易に計
算できる。式（４）において、φ1 が与えられれば、
ｙ”が計算できる。式（２）及び式（３）の計算におい
ては、Ｄ及びＲは実測可能であるから、ΔＳが測定でき
れば、φ2 は決定できることが分かる。したがって、こ
のようにして光線追跡法により求めたφ1 とφ2 から、
式（１）により偏向関数Φ（ｙ”）が得られる。
【００２７】本発明では、Ｓの値、すなわち光線２の出
発位置を判別できる情報を画像６に書き込んでおくとい
うことが新規なアイデアである。つまり、光線２自体に
それがどの点から出発したかという位置情報を持たせ、
この情報を撮影された映像から読み出すことにより、そ
の光線２の出発点を判読できるようにすることである。
そうすれば、上述は全て計算可能となり、偏向関数Φ
（ｙ”）を決定することができ、これを周知の数値処理
（例えば、Electron. Lett.,13,pp.736-738(1977);J.Li
ghtwave Tech.,LT-3,pp.678-683(1985) ）により変換す
れば、屈折率分布が求められる。
発位置を判別できる情報を画像６に書き込んでおくとい
うことが新規なアイデアである。つまり、光線２自体に
それがどの点から出発したかという位置情報を持たせ、
この情報を撮影された映像から読み出すことにより、そ
の光線２の出発点を判読できるようにすることである。
そうすれば、上述は全て計算可能となり、偏向関数Φ
（ｙ”）を決定することができ、これを周知の数値処理
（例えば、Electron. Lett.,13,pp.736-738(1977);J.Li
ghtwave Tech.,LT-3,pp.678-683(1985) ）により変換す
れば、屈折率分布が求められる。
【００２８】これまでは１本の光線を用いて説明してき
たが、上述の光線追跡法の幾何光学が成り立つのは、図
１（ａ）に示した１本の光線２のみではない。画像６を
照明するＥＬ等の光源からの放射には指向性がないとす
ると、図１（ｂ）に示すように、レンズ４の受光口径で
決まる範囲内にさまざまな光線が到来するから、撮影さ
れる映像のエッジの明瞭性が劣化する。この問題を解決
するには、撮影装置３の絞り７を十分に絞るか、あるい
は、レンズ系４の主光線の位置に中心部分を透過する光
線だけを選択する空間フィルタあるいはマスクを設置す
ることにより、検出される光線は近軸光線の範囲に限定
され、上記した幾何光学でよく近似できる。
たが、上述の光線追跡法の幾何光学が成り立つのは、図
１（ａ）に示した１本の光線２のみではない。画像６を
照明するＥＬ等の光源からの放射には指向性がないとす
ると、図１（ｂ）に示すように、レンズ４の受光口径で
決まる範囲内にさまざまな光線が到来するから、撮影さ
れる映像のエッジの明瞭性が劣化する。この問題を解決
するには、撮影装置３の絞り７を十分に絞るか、あるい
は、レンズ系４の主光線の位置に中心部分を透過する光
線だけを選択する空間フィルタあるいはマスクを設置す
ることにより、検出される光線は近軸光線の範囲に限定
され、上記した幾何光学でよく近似できる。
【００２９】図２、図３に本発明の測定法を実施する装
置の実施例を示す。図２は、垂直に母材２１を配置した
例、図３は母材２１を水平に設置しており、これらの図
は何れも装置を側面から見たものを表現している。図
中、１１は支柱、１２は屈折率整合液、１３は屈折率整
合液セル、１４は電界発光（ＥＬ）板、１５は画像、１
６は撮影装置、１７はコンピュータ、１８は演算結果の
表示装置、１９はＥＬ用電源、２０は映像モニタ、２１
は光ファイバ母材、２２はｘ軸駆動ステージである。図
２の実施例では、母材２１は垂直に支柱１１に固定さ
れ、測定対象部位が屈折率整合液１２を満たしたセル１
３に浸され、図３の実施例では、母材２１の全体が屈折
率整合液１２に浸されているが、母材２１の全体若しく
は少なくともその測定部位が屈折率整合液１２に浸って
おり、屈折率整合液容器１３には光線を障害なく取り出
せる大きさを持った平面の透明な窓を有している必要が
ある。
置の実施例を示す。図２は、垂直に母材２１を配置した
例、図３は母材２１を水平に設置しており、これらの図
は何れも装置を側面から見たものを表現している。図
中、１１は支柱、１２は屈折率整合液、１３は屈折率整
合液セル、１４は電界発光（ＥＬ）板、１５は画像、１
６は撮影装置、１７はコンピュータ、１８は演算結果の
表示装置、１９はＥＬ用電源、２０は映像モニタ、２１
は光ファイバ母材、２２はｘ軸駆動ステージである。図
２の実施例では、母材２１は垂直に支柱１１に固定さ
れ、測定対象部位が屈折率整合液１２を満たしたセル１
３に浸され、図３の実施例では、母材２１の全体が屈折
率整合液１２に浸されているが、母材２１の全体若しく
は少なくともその測定部位が屈折率整合液１２に浸って
おり、屈折率整合液容器１３には光線を障害なく取り出
せる大きさを持った平面の透明な窓を有している必要が
ある。
【００３０】これらの実施例では、どの場合も母材２１
の背後には電界発光（ＥＬ）板１４により照明された画
像１５が配置されており、これを撮影装置１６によりデ
ジタル画像としてコンピュータ１７に取り込まれる。電
源１９はＥＬ板１４を駆動するために設けられている。
の背後には電界発光（ＥＬ）板１４により照明された画
像１５が配置されており、これを撮影装置１６によりデ
ジタル画像としてコンピュータ１７に取り込まれる。電
源１９はＥＬ板１４を駆動するために設けられている。
【００３１】画像１５としては、母材の内部の屈折率分
布による歪みが明確に判定できる絵柄のものが望まし
い。図４（ａ）は、そのような画像の例として、直角三
角形の２値（白黒）画像を用いる場合について説明して
いる。図４（ａ）の画像が母材２１を透過して変形さ
れ、図４（ｂ）に示すように、直角三角形の長辺の暗部
と明部の境界が母材２１の屈折率分布により変形され、
一般に偏向関数は原点を中心に回転対称となるため、明
部に暗部が張り出しているような変形の部分と、暗部に
明部が張り出しているような変形の部分が生ずる。も
し、光線が屈曲してその出発点の位置が、図４（ｃ）に
示すように、ΔＳだけずれたとすると、直角三角形の長
辺の傾き角をαとすれば、Δｘ＝ΔＳ・ｔａｎαにより
ｘ座標へと変換される。そこで、画像処理により直角三
角形の長辺のエッジを濃淡境界線として抽出し、その境
界線のｘ方向の歪み量Δｘを測定すれば、次式からΔＳ
を決定することができる。
布による歪みが明確に判定できる絵柄のものが望まし
い。図４（ａ）は、そのような画像の例として、直角三
角形の２値（白黒）画像を用いる場合について説明して
いる。図４（ａ）の画像が母材２１を透過して変形さ
れ、図４（ｂ）に示すように、直角三角形の長辺の暗部
と明部の境界が母材２１の屈折率分布により変形され、
一般に偏向関数は原点を中心に回転対称となるため、明
部に暗部が張り出しているような変形の部分と、暗部に
明部が張り出しているような変形の部分が生ずる。も
し、光線が屈曲してその出発点の位置が、図４（ｃ）に
示すように、ΔＳだけずれたとすると、直角三角形の長
辺の傾き角をαとすれば、Δｘ＝ΔＳ・ｔａｎαにより
ｘ座標へと変換される。そこで、画像処理により直角三
角形の長辺のエッジを濃淡境界線として抽出し、その境
界線のｘ方向の歪み量Δｘを測定すれば、次式からΔＳ
を決定することができる。
【００３２】 ΔＳ＝Δｘ／ｔａｎα ・・・（６） この値を式（１）〜（５）の計算に用いて偏向関数Φ
（ｙ”）を求める。この関数の例を図５に示す。この関
数を用い、次の変換式を適用して屈折率分布ｎ（ｒ）を
得る。
（ｙ”）を求める。この関数の例を図５に示す。この関
数を用い、次の変換式を適用して屈折率分布ｎ（ｒ）を
得る。
【００３３】 ｎ（ｒ） k ＝ｎ1 ［１−（１／π）∫｛Φ（ｙ”）／｛√（ｙ”2 −ｒ2 ）｝ｄｙ”］ r ・・・（７） ここに、ｎ1 は基準となる母材２１周囲（屈折率整合液
１２）の屈折率、ｒは母材２１断面での中心からの距
離、ｋは測定する範囲で、通常は母材２１の半径より大
きくとる（したがって、屈折率整合液１２中であ
る。）。その点での屈折率の値がｎ1 である。図５に上
記のようにして求めた偏向関数Φ（ｙ”）の例と、図６
にそれに用いて式（７）による計算結果とを示す。
１２）の屈折率、ｒは母材２１断面での中心からの距
離、ｋは測定する範囲で、通常は母材２１の半径より大
きくとる（したがって、屈折率整合液１２中であ
る。）。その点での屈折率の値がｎ1 である。図５に上
記のようにして求めた偏向関数Φ（ｙ”）の例と、図６
にそれに用いて式（７）による計算結果とを示す。
【００３４】画像１５として、直角三角形２値画像を用
いる上記の方法では、測定は斜め方向に設定された直角
三角形の長辺に沿ってなされるため、測定点はｙ方向ば
かりでなく、ｘ方向にも少しずつずれることになる。も
し、母材２１はｘ方向（軸方向）には視野内で一様であ
れば問題はないが、母材２１の垂直断面内の正確な屈折
率分布をみようとする場合には。ｘの値を一定とした条
件で測定することが必要となる。
いる上記の方法では、測定は斜め方向に設定された直角
三角形の長辺に沿ってなされるため、測定点はｙ方向ば
かりでなく、ｘ方向にも少しずつずれることになる。も
し、母材２１はｘ方向（軸方向）には視野内で一様であ
れば問題はないが、母材２１の垂直断面内の正確な屈折
率分布をみようとする場合には。ｘの値を一定とした条
件で測定することが必要となる。
【００３５】そこで、本発明では、図２及び図３に示す
ように、ｘ軸駆動ステージ２２を設け、図２の例では、
母材２１が取り付けられている支柱１１ごと母材２１を
上下に移動させ、また、図３の例では、屈折率整合液セ
ル１３ごと母材２１を左右に移動させ、画像撮影装置１
６の視野内に入る母材２１のｘ軸に沿った位置を変えな
がら測定できるようにしてある。これにより、母材２１
のｘ値が一定の場所に来るように母材２１を移動させて
測定を行えば、上記の条件での測定が可能となる。しか
し、測定時間が冗長となるという問題がある。そこで、
母材２１を固定した状態で測定して（画像１５の斜めの
線に沿った計測となる。）一旦屈折率形状を求めてお
き、その後、母材をｘ軸に沿って移動させて新しいデー
タを取り込み、その度に新しいデータ値により修正を加
えるという方法がある。この方法によれば、母材２１を
移動させて新しいデータを取り込む度に測定精度が向上
する。もし、低い精度でよい場合には、短時間で計測を
完了させることができ、また、時間をかければ高い精度
の結果を得ることが可能であるから、利用者が求める精
度と測定時間の最適な組み合わせ条件を自分で選択でき
る利点がある。
ように、ｘ軸駆動ステージ２２を設け、図２の例では、
母材２１が取り付けられている支柱１１ごと母材２１を
上下に移動させ、また、図３の例では、屈折率整合液セ
ル１３ごと母材２１を左右に移動させ、画像撮影装置１
６の視野内に入る母材２１のｘ軸に沿った位置を変えな
がら測定できるようにしてある。これにより、母材２１
のｘ値が一定の場所に来るように母材２１を移動させて
測定を行えば、上記の条件での測定が可能となる。しか
し、測定時間が冗長となるという問題がある。そこで、
母材２１を固定した状態で測定して（画像１５の斜めの
線に沿った計測となる。）一旦屈折率形状を求めてお
き、その後、母材をｘ軸に沿って移動させて新しいデー
タを取り込み、その度に新しいデータ値により修正を加
えるという方法がある。この方法によれば、母材２１を
移動させて新しいデータを取り込む度に測定精度が向上
する。もし、低い精度でよい場合には、短時間で計測を
完了させることができ、また、時間をかければ高い精度
の結果を得ることが可能であるから、利用者が求める精
度と測定時間の最適な組み合わせ条件を自分で選択でき
る利点がある。
【００３６】本実施例では、画像処理の技術により画像
内の明部と暗部の境界、すなわち、エッジ部を検出して
偏向関数を求める。しかしながら、ＶＡＤ法あるいはＭ
ＣＶＤ法等で作製された母材でよく見られるような堆積
層による微細構造が形成されている場合、層構造の回折
効果のため、その境界は漠然としており、エッジを検出
することが難しい。上で述べたように、屈折率分布によ
る境界の変形が明部に暗部が張り出しているような部分
と、暗部に明部が張り出しているような部分が生じ、こ
れら２つの条件下では暗部と明部の境界を識別するため
のしきい値（判別値）を同一のものを用いると誤差が大
きくなる場合がある。そこで、それぞれの状況に合わせ
た最適なしきい値を用いてエッジを検出して偏向関数の
断片を得て、後でそれらを接続して１つの偏向関数とす
る。例えば、明部に暗部が張り出しているような部分で
はしきい値をＶ1 として偏向関数の一部を求め、暗部に
明部が張り出しているような部分ではしきい値をＶ2 と
して偏向関数の残りの一部を求め、その後でこれらを接
続する。Ｖ1 及びＶ2 の実際の値は装置条件により決定
されるもので、本発明の重要なノウハウに属する。
内の明部と暗部の境界、すなわち、エッジ部を検出して
偏向関数を求める。しかしながら、ＶＡＤ法あるいはＭ
ＣＶＤ法等で作製された母材でよく見られるような堆積
層による微細構造が形成されている場合、層構造の回折
効果のため、その境界は漠然としており、エッジを検出
することが難しい。上で述べたように、屈折率分布によ
る境界の変形が明部に暗部が張り出しているような部分
と、暗部に明部が張り出しているような部分が生じ、こ
れら２つの条件下では暗部と明部の境界を識別するため
のしきい値（判別値）を同一のものを用いると誤差が大
きくなる場合がある。そこで、それぞれの状況に合わせ
た最適なしきい値を用いてエッジを検出して偏向関数の
断片を得て、後でそれらを接続して１つの偏向関数とす
る。例えば、明部に暗部が張り出しているような部分で
はしきい値をＶ1 として偏向関数の一部を求め、暗部に
明部が張り出しているような部分ではしきい値をＶ2 と
して偏向関数の残りの一部を求め、その後でこれらを接
続する。Ｖ1 及びＶ2 の実際の値は装置条件により決定
されるもので、本発明の重要なノウハウに属する。
【００３７】図７は、画像として２値（白黒）の二等辺
三角形画像を用いる実施例の図４と同様の図である。三
角形の頂点が撮影された映像においては母材２１の中心
に位置するように画像１５を配置する。このようにする
と、直角三角形のような明部に暗部が張り出しているよ
うな場合と、暗部に明部が張り出しているような場合の
共存がなく、これらの中どれかに限定させることができ
る。そうすれば、部分によってしきい値を変更する必要
がなく、１つのしきい値を用いて偏向関数全体を求める
ことができ、直角三角形を用いる場合の煩わしさがな
い。
三角形画像を用いる実施例の図４と同様の図である。三
角形の頂点が撮影された映像においては母材２１の中心
に位置するように画像１５を配置する。このようにする
と、直角三角形のような明部に暗部が張り出しているよ
うな場合と、暗部に明部が張り出しているような場合の
共存がなく、これらの中どれかに限定させることができ
る。そうすれば、部分によってしきい値を変更する必要
がなく、１つのしきい値を用いて偏向関数全体を求める
ことができ、直角三角形を用いる場合の煩わしさがな
い。
【００３８】次に、ｙ軸方向に直線的かつ連続的に色相
（波長）が変化するような画像を用いる実施例を示す。
この方式は、画像（６、１５）内での光線の出発位置に
より光線の持つ色（波長）を変えようとするもので、光
線の持つ色（波長）を計測すれば、その出発位置が決定
できる。この方式の実施例を図８と図１０に示す。
（波長）が変化するような画像を用いる実施例を示す。
この方式は、画像（６、１５）内での光線の出発位置に
より光線の持つ色（波長）を変えようとするもので、光
線の持つ色（波長）を計測すれば、その出発位置が決定
できる。この方式の実施例を図８と図１０に示す。
【００３９】図８の実施例では、白色光源３０からの光
を回折格子３１によりＳ軸（ｙ軸）上に空間的に分光し
てその光を散乱性スクリーン３２に照射し、これを画像
６又は１５しとて用いる。なお、この回折格子３１は分
光プリズムに置き換えることができる。
を回折格子３１によりＳ軸（ｙ軸）上に空間的に分光し
てその光を散乱性スクリーン３２に照射し、これを画像
６又は１５しとて用いる。なお、この回折格子３１は分
光プリズムに置き換えることができる。
【００４０】母材２１を透かしてこの画像１５を撮影装
置１６により撮影するが、このとき、回折格子（又は分
光プリズム）４０を撮影装置１６の前に置いてＳ軸（ｙ
軸）方向に回折させる。この回折格子４０に入射した光
は、その波長に従い回折角θを以て屈曲する。特に１次
回折光は次式に従う。
置１６により撮影するが、このとき、回折格子（又は分
光プリズム）４０を撮影装置１６の前に置いてＳ軸（ｙ
軸）方向に回折させる。この回折格子４０に入射した光
は、その波長に従い回折角θを以て屈曲する。特に１次
回折光は次式に従う。
【００４１】 λ／Λ＝ｓｉｎθ ・・・（８） ここで、λは光の波長、Λは回折格子４０の周期であ
る。θが小さい領域では、θはλに比例すると近似でき
るから、波長が連続的、かつｙ軸に沿って直線的に変化
すれば、回折角θも連続的かつ直線的に変化するので、
母材２１が置かれていなくとも画像は斜めに変形して撮
影される。
る。θが小さい領域では、θはλに比例すると近似でき
るから、波長が連続的、かつｙ軸に沿って直線的に変化
すれば、回折角θも連続的かつ直線的に変化するので、
母材２１が置かれていなくとも画像は斜めに変形して撮
影される。
【００４２】もし、母材２１を置いたときに光線の出発
位置が変化すれば、これは光線の波長の変化として伝達
され、空間的にずれた位置に到来するから、斜めの形状
はさらに変形を受けることとなる。この変形量から光線
の出発位置の変化を求めることが可能となる。図９にこ
の配置によって得られた映像の例を示す。画像歪みから
光線位置の変化を導く方法は図４の方法に準じる。
位置が変化すれば、これは光線の波長の変化として伝達
され、空間的にずれた位置に到来するから、斜めの形状
はさらに変形を受けることとなる。この変形量から光線
の出発位置の変化を求めることが可能となる。図９にこ
の配置によって得られた映像の例を示す。画像歪みから
光線位置の変化を導く方法は図４の方法に準じる。
【００４３】図１０は、光の色を利用するもう１つの実
施例では、カラー撮影装置４３を用いる方法である。画
像４１としては、図８の例で用いたものと同様のもの、
あるいは、色相に関してＳ軸（ｙ軸）方向に連続性及び
直線性のある色フィルタを用いる。カラー撮影装置４３
の出力は、ビデオキャプチャボード４４を介してＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分解してコンピュータ１
７に取り込むことができるが、その分配比によって光の
色が識別される。すなわち、母材２１を置いていない状
態での各点での配分比を求めておき、母材２１をおいた
ときに生ずる各点での配分比の変動から光線の出発位置
のずれを求めることができる。これらの情報から偏向関
数を求め、上述と同様の方法で数値変換すれば、屈折率
分布を求めることができる。なお、図１０中には、歪み
がない撮影画像におけるＲＧＢ配分比の例と、歪みがあ
る場合のＲＧＢ配分比の歪みとその情報から光線の出発
位置を推定する方法を示す図とを同時に示してある。
施例では、カラー撮影装置４３を用いる方法である。画
像４１としては、図８の例で用いたものと同様のもの、
あるいは、色相に関してＳ軸（ｙ軸）方向に連続性及び
直線性のある色フィルタを用いる。カラー撮影装置４３
の出力は、ビデオキャプチャボード４４を介してＲ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に分解してコンピュータ１
７に取り込むことができるが、その分配比によって光の
色が識別される。すなわち、母材２１を置いていない状
態での各点での配分比を求めておき、母材２１をおいた
ときに生ずる各点での配分比の変動から光線の出発位置
のずれを求めることができる。これらの情報から偏向関
数を求め、上述と同様の方法で数値変換すれば、屈折率
分布を求めることができる。なお、図１０中には、歪み
がない撮影画像におけるＲＧＢ配分比の例と、歪みがあ
る場合のＲＧＢ配分比の歪みとその情報から光線の出発
位置を推定する方法を示す図とを同時に示してある。
【００４４】さらに、図１１の実施例は、Ｓ軸に沿って
透過度が線形に変化するＮＤフィルタ４５を画像として
用いた例である。光源としてはＥＬ光源１４を用いる。
この実施例では、ｙ軸に沿って画像の明るさを測定すれ
ば、光線の出発位置がずれると透過度が変化するから、
図１２のような曲線が得られる。この曲線から上述と同
様の方法でずれ量ΔＳを推定することができる。
透過度が線形に変化するＮＤフィルタ４５を画像として
用いた例である。光源としてはＥＬ光源１４を用いる。
この実施例では、ｙ軸に沿って画像の明るさを測定すれ
ば、光線の出発位置がずれると透過度が変化するから、
図１２のような曲線が得られる。この曲線から上述と同
様の方法でずれ量ΔＳを推定することができる。
【００４５】以上、本発明の光ファイバ母材の内部屈折
率分布測定法と測定装置を実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が
可能である。また、以上の実施例においては、歪んだ映
像を撮影装置で直接映像信号に変換してコンピュータに
取り込むことを前提にしていたが、この代わりに、写真
撮影装置で一度写真に撮り、これをスキャナ装置を用い
て映像信号に変換してコンピュータに取り込むようにし
てもよい。また、画像を照明する光源としては、ＥＬ板
以外に、散乱特性が均一な散乱板を画像と光源の間に配
置し、この散乱板を所定の色フィルタを透過した白色光
源からの光若しくは発光ダイオード等のインコヒーレン
ト光源からの直接光で照明し、その散乱板を２次光源と
して画像を照明するようにしてもよいし、白色光源で直
接照明するようにしてもよい。
率分布測定法と測定装置を実施例に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が
可能である。また、以上の実施例においては、歪んだ映
像を撮影装置で直接映像信号に変換してコンピュータに
取り込むことを前提にしていたが、この代わりに、写真
撮影装置で一度写真に撮り、これをスキャナ装置を用い
て映像信号に変換してコンピュータに取り込むようにし
てもよい。また、画像を照明する光源としては、ＥＬ板
以外に、散乱特性が均一な散乱板を画像と光源の間に配
置し、この散乱板を所定の色フィルタを透過した白色光
源からの光若しくは発光ダイオード等のインコヒーレン
ト光源からの直接光で照明し、その散乱板を２次光源と
して画像を照明するようにしてもよいし、白色光源で直
接照明するようにしてもよい。
【００４６】以上の説明から明らかなように、本発明の
光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置によ
ると、円柱状で内部には不均一な屈折率分布を持つ光フ
ァイバ母材の背後に画像を配置し、その画像として、画
像のある一点から出発した光線がその出発した画像内の
位置の情報を持つ図柄を用い、光ファイバ母材を通して
その画像の像を撮影し、その撮影された像の歪みを解析
することにより偏向関数を求め、その偏向関数に基づい
て光ファイバ母材の屈折率分布を求めるので、高ＮＡ光
ファイバ母材であって透過する光線の屈曲角が大きくな
っても画像撮影が可能となり、歪んだ像を撮影できる。
したがって、従来の方法では測定が困難な高ＮＡ光ファ
イバ母材であっても高精度で屈折率分布を測定すること
ができ、光ファイバの性能向上に貢献し、ひいては情報
化社会の発展に寄与することができる。
光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置によ
ると、円柱状で内部には不均一な屈折率分布を持つ光フ
ァイバ母材の背後に画像を配置し、その画像として、画
像のある一点から出発した光線がその出発した画像内の
位置の情報を持つ図柄を用い、光ファイバ母材を通して
その画像の像を撮影し、その撮影された像の歪みを解析
することにより偏向関数を求め、その偏向関数に基づい
て光ファイバ母材の屈折率分布を求めるので、高ＮＡ光
ファイバ母材であって透過する光線の屈曲角が大きくな
っても画像撮影が可能となり、歪んだ像を撮影できる。
したがって、従来の方法では測定が困難な高ＮＡ光ファ
イバ母材であっても高精度で屈折率分布を測定すること
ができ、光ファイバの性能向上に貢献し、ひいては情報
化社会の発展に寄与することができる。
【図１】本発明の光ファイバ母材の内部屈折率分布測定
法の原理を説明するための図である。
法の原理を説明するための図である。
【図２】本発明の測定法を実施する装置の１実施例の配
置を示す図である。
置を示す図である。
【図３】本発明の測定法を実施する装置の別の実施例の
配置を示す図である。
配置を示す図である。
【図４】本発明の測定法に用いる画像の１例とその画像
の撮影像及びそれから歪み量を求めるための境界像を示
す図である。
の撮影像及びそれから歪み量を求めるための境界像を示
す図である。
【図５】偏向関数の１例を示す図である。
【図６】図５の偏向関数から求めた屈折率分布を示す図
である。
である。
【図７】本発明の測定法に用いる画像の別の例について
の図４と同様の図である。
の図４と同様の図である。
【図８】色相（波長）が変化する画像を用いた装置の実
施例の配置を示す図である。
施例の配置を示す図である。
【図９】図８の配置によって得られた撮影像の例を示す
図である。
図である。
【図１０】光の色を利用するもう１つの実施例の配置を
示す図である。
示す図である。
【図１１】画像としてＮＤフィルタを用いた装置の実施
例の配置を示す図である。
例の配置を示す図である。
【図１２】図１１の配置によって得られた撮影像から得
られる歪み像の曲線を示す図である。
られる歪み像の曲線を示す図である。
１…被測定物体（光ファイバ母材） ２…光線 ３…画像撮影装置（画像センサ） ４…受光レンズ ５…ＣＣＤ ６…画像 ７…絞り １１…支柱 １２…屈折率整合液 １３…屈折率整合液セル １４…電界発光（ＥＬ）板 １５…画像 １６…撮影装置 １７…コンピュータ １８…演算結果の表示装置 １９…ＥＬ用電源 ２０…映像モニタ ２１…光ファイバ母材 ２２…ｘ軸駆動ステージ ３０…白色光源 ３１…回折格子 ３２…散乱性スクリーン ４０…回折格子 ４１…画像 ４３…カラー撮影装置 ４４…ビデオキャプチャボード ４５…ＮＤフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木一正 北海道札幌市手稲区前田９条17丁目２の ７ (56)参考文献 特開 平４−95847（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−109444（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/02 G01B 11/24
Claims (11)
- 【請求項１】 円柱状で内部には不均一な屈折率分布を
持つ光ファイバ母材の背後に画像を配置し、前記画像と
して、画像のある一点から出発した光線がその出発した
画像内の位置の情報を持つ図柄を用い、光ファイバ母材
を通して前記画像の像を撮影し、その撮影された像の歪
みを解析することにより偏向関数を求め、その偏向関数
に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求めることを
特徴とする光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法。 - 【請求項２】 前記画像の像から光線追跡法により前記
偏向関数を求めることを特徴とする請求項１記載の光フ
ァイバ母材の内部屈折率分布測定法。 - 【請求項３】 前記画像をインコヒーレント光源で照明
することを特徴とする請求項１又は２記載の記載の光フ
ァイバ母材の内部屈折率分布測定法。 - 【請求項４】 前記図柄として、直角三角形の２値画像
を用いることを特徴とする請求項１から３の何れか１項
記載の光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法。 - 【請求項５】 図柄の状況に合わせて部分的に異なるし
きい値を設定して濃淡画像の境界線を求め、求めた境界
線を組み合わせて全体の境界線を求め、その境界線から
像の歪み分布を求めることを特徴とする請求項４記載の
光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法。 - 【請求項６】 前記図柄として、二等辺三角形の２値画
像を用いることを特徴とする請求項１から３の何れか１
項記載の光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法。 - 【請求項７】 前記図柄として、波長あるいは色相が連
続性に変わっている画像を用いることを特徴とする請求
項１から３の何れか１項記載の光ファイバ母材の内部屈
折率分布測定法。 - 【請求項８】 円柱状で内部には不均一な屈折率分布を
持つ光ファイバ母材の背後に画像を配置し、光ファイバ
母材を通して前記画像の像を撮影し、その撮影された像
の歪みを解析することにより偏向関数を求め、その偏向
関数に基づいて光ファイバ母材の屈折率分布を求める光
ファイバ母材の内部屈折率分布測定装置において、画像
のある一点から出発した光線がその出発した画像内の位
置の情 報を持つ図柄からなる画像と、その画像を照明す
るインコヒーレント光源と、その画像の前方に光ファイ
バ母材を支持する支持装置と、光ファイバ母材を通して
前記画像の像を撮影する撮影装置と、撮影された歪んだ
像から偏向関数を求め、その偏向関数に基づいて光ファ
イバ母材の屈折率分布を求める演算装置とを備えている
ことを特徴とする光ファイバ母材の内部屈折率分布測定
装置。 - 【請求項９】 前記インコヒーレント光源が、光源とそ
の前方に配置した散乱板とからなることを特徴とする請
求項８記載の光ファイバ母材の内部屈折率分布測定装
置。 - 【請求項１０】 前記インコヒーレント光源が、電界発
光板からなることを特徴とする請求項８記載の光ファイ
バ母材の内部屈折率分布測定装置。 - 【請求項１１】 前記撮影装置が、口径を制限する絞
り、マスクあるいは空間フィルタを備えていることを特
徴とする請求項８から１０の何れか１項記載の光ファイ
バ母材の内部屈折率分布測定装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10289445A JP3072986B2 (ja) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | 光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置 |
| US09/412,500 US6611321B1 (en) | 1998-10-12 | 1999-10-05 | Method of measuring distribution of internal reactive index for optical fiber preform and measuring device |
| DE69924686T DE69924686T2 (de) | 1998-10-12 | 1999-10-12 | Verfahren und Vorrichtung zum Messen des internen Brechungsindex von optischen Fasern |
| EP99308043A EP0994341B1 (en) | 1998-10-12 | 1999-10-12 | Method of measuring distribution of internal refractive index for optical fibre preform and measuring device |
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