JP3470729B2 - 屈折率分布の測定方法および測定装置 - Google Patents
屈折率分布の測定方法および測定装置Info
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Description
率分布の測定方法および測定装置に関するものである。
て形成される。光ファイバ母材はVAD法等によって製
造される。光ファイバ母材は半径方向の屈折率がほぼ2
乗分布、軸方向の屈折率は均一になっている。良質な光
ファイバを得るためには線引きする前の光ファイバ母材
の屈折率分布を正確に測定することが必要である。
造を生じる。光ファイバ母材の屈折率分布を測定する際
に、微細構造を測定するため入射光は微細構造より小さ
くする必要がある。このため、図7に示すようにレーザ
光30を絞る場合には、レーザ光30の最小の径(ビー
ムウエスト径:2W0 )と波長λおよび入射角θとの間
にW0 =λ/(π・θ)の関係があり、ビームウエスト
径2W0 を小さくするためにはレーザ光30の径2Wを
大きくして入射角θを大きくしなければならない。
分布の測定方法として、レーザ光30を光ファイバ母材
に入射させ、図8に示すように光ファイバ母材から出射
されスクリーン19に投影された出射光の0次の回折光
スポット21、1次の回折光スポット22、2次の回折
光スポット23のデータを2値化して最小2乗法により
直線近似を行ない、近似直線20を求める。その後、光
ファイバ母材が装着されていない状態の出射光の投影像
を基準点0として、光ファイバ母材の中心軸と垂直にレ
ーザ光30が通る平面、すなわちy軸との交点yc を求
めその交点ycの座標軸から出射角φを算出する。光フ
ァイバ母材の半径方向の各位置で出射角φを算出して、
この出射角φから光ファイバ母材の屈折率分布n(r)
を次式
バ母材の半径、rは入射位置)で算出する方法がある。
この方法においては、入射角θが大きい場合はスクリー
ン19上の投影像21〜23が大きくなるため近似直線
20の測定誤差が大きくなってしまい、測定精度を良く
するためにはレーザ光30の径2Wを小さくして入射角
θを小さくしなければならない。
材の脈理や微細構造の大きさに合った最適な値がある
が、径を変えて屈折率分布を測定することができる方法
および装置はなかった。
解決するためなされたもので、光ファイバ母材の脈理や
微細構造の大きさに合わせてレーザ光の径を容易に変え
ることができ、測定精度の高い屈折率分布の測定方法お
よび測定装置を提供することを目的とする。
めになされた本発明の屈折率分布の測定方法は、図1に
示すように光ファイバ母材7の軸方向とは垂直な方向か
らレーザー光14を入射させ、その出射光17の光パタ
ーンを観察して光ファイバ母材7の屈折率分布を測定す
る屈折率分布の測定方法において、レーザー光14がビ
ームエクスパンダ2で広げられた後の光路中で複数の径
のアパーチャー18(図2参照)を断続的に変化させ
て、測定精度が高くなる最適な径を選択して測定する。
明の屈折率分布の測定装置は、図1に示すようにビーム
エクスパンダ2を備えたレーザー光源1からのレーザー
光を14を、光ファイバ母材7の軸方向とは垂直な方向
から光ファイバ母材7に集束させる集光用レンズ6と、
光ファイバ母材7を通った出射光17の投影像を検出す
る撮像手段12とを有する屈折率分布の測定装置におい
て、ビームエクスパンダ2から集光用レンズ6に到る光
路中に、複数の径のアパーチャー18(図2参照)から
なる空間フィルタ3を有し、その複数の径のアパーチャ
ー18を切換えて、測定精度が高くなる最適な径の入射
光学系の光路が形成される。
は、図1に示すように入射光路中に複数の径のアパーチ
ャー18を有する回転可能な空間フィルタ3を入れるこ
とにより、入射光14の入射角を任意に変えることがで
き、ビームウエスト径2W0 を最適の径にして測定する
ことができる。このため出射光17をスクリーン11上
に投影させてその投影像のデータを演算処理して近似直
線を求める際、誤差のない近似直線を求めることができ
る。
略構成図である。He−Neレーザ1から出射したレー
ザ光14が通る位置にビームエクスパンダ2、空間フィ
ルタ3、集光用レンズ6がこの順に配置されている。
板状の遮光板3に異なる大きさの複数のアパーチャー1
8が明けられている。遮光板3の中心がパルスモータ4
の回転軸に連結されている。複数のアパーチャー18の
中心は、パルスモータ4の回転軸(すなわち遮光板3の
中心)を中心とする円上に並べられている。
小の径になる位置に、セル8に貫通して固定された光フ
ァイバ母材7が配置されており、セル8はマッチングオ
イル9で満たされている。光ファイバ母材7を通った出
射光17の投影像が写し出される位置にスクリーン1
1、投影像を撮像できる位置にカメラ12が配置されて
いる。カメラ12にはコンピュータ13が接続されてい
る。
14はビームエクスパンダ2でその径が広げられ、必要
に応じてパルスモータ4を動作させて空間フィルタ3を
回転させアパーチャー18を通って最適な径にされる。
空間フィルタ3を通過したレーザ光14は集光用レンズ
6により収斂され光ファイバ母材7の中心で最小の径と
なる。光ファイバ母材7を通過した出射光17はスクリ
ーン11にその投影像が写し出される。写し出された投
影像はカメラ12で撮像され、カメラ12で得られた投
影像の位置からコンピュータ13によって出射角が算出
されて屈折率分布が求められる。
を行なった。
ズ6との距離が300mmになるように配置して、He
−Neレーザ1からのレーザ光14の径をビームエクス
パンダ2で15mmに広げ、径1〜15mmのアパーチ
ャー18が明けられた空間フィルタ3の径4mmのアパ
ーチャー18を用いて屈折率分布を測定した。また光フ
ァイバ母材のコアの最大屈折率をn1 、クラッドの屈折
率をn2 として屈折率を測定し、次式で示す比屈折率差
Δ Δ=(n1 −n2 )×100/n1 を求め、この比屈折率差Δの標準偏差σを算出して比屈
折率差Δで正規化し、(σ/Δ)で示される繰り返し精
度を調べた。
母材を用いて測定すると、図3に示すように屈折率分布
に誤差はなく繰り返し精度は0.003と良かった。次
にコアの近傍に屈折率の高い微細構造を有する母材を用
いて測定すると、図4に示すように微細構造を測定する
ことができなかった。そこで空間フィルタ3を回転させ
径15mmのアパーチャー18にしたところ微細構造を
測定することができ、繰り返し精度も0.001と良か
った。
と集光用レンズ6との距離が300mmになるように配
置して、He−Neレーザ1からのレーザ光14の径を
ビームエクスパンダ2で15mmに広げ空間フィルタ3
を使用せずに屈折率分布を測定した。まず光ファイバ母
材7として脈理を有する母材の屈折率分布を測定する
と、図5に示すように誤差を生じてしまい繰り返し精度
も0.1と悪かった。次に微細構造を有する母材の屈折
率分布を測定すると、図6に示すように微細構造を測定
することができたが、繰り返し精度は0.003と実施
例よりも悪かった。
定方法および測定装置により屈折率分布を測定すれば、
光ファイバ母材の脈理や微細構造の大きさに合わせてレ
ーザ光の径を容易に変えることができるため、繰り返し
精度が良く測定精度が高い。
構成図である。
品の側面図および部分断面図である。
例における屈折率分布を示す図である。
例における屈折率分布を示す図である。
率分布を示す図である。
率分布を示す図である。
関係を説明する図である。
を示す図である。
空間フィルタ、4はパルスモータ、6は集光用レンズ、
7は光ファイバ母材、8はセル、9はマッチングオイ
ル、11・19はスクリーン、12はカメラ、13はコ
ンピュータ、14は入射光、17は出射光、18はアパ
ーチャー、20は近似直線、21〜23は投影像、30
はレーザ光である。
Claims (2)
- 【請求項1】 光ファイバ母材の軸方向とは垂直な方向
からレーザー光を入射させ、その出射光の光パターンを
観察して光ファイバ母材の屈折率分布を測定する屈折率
分布の測定方法において、該レーザー光がビームエクス
パンダで広げられた後の光路中で複数の径のアパーチャ
ーを断続的に変化させて、測定精度が高くなる最適な径
を選択して測定することを特徴とする屈折率分布の測定
方法。 - 【請求項2】 ビームエクスパンダを備えたレーザー光
源からのレーザー光を、光ファイバ母材の軸方向とは垂
直な方向から該光ファイバ母材に集束させる集光用レン
ズと、該光ファイバ母材を通った出射光の投影像を検出
する撮像手段とを有する屈折率分布の測定装置におい
て、該ビームエクスパンダから該集光用レンズに到る光
路中に、複数の径のアパーチャーからなる空間フィルタ
を有し、その複数の径のアパーチャーを切換えて、測定
精度が高くなる最適な径の入射光学系の光路が形成され
ることを特徴とする屈折率分布の測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04708094A JP3470729B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 屈折率分布の測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP04708094A JP3470729B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 屈折率分布の測定方法および測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08201221A JPH08201221A (ja) | 1996-08-09 |
JP3470729B2 true JP3470729B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=12765202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP04708094A Expired - Lifetime JP3470729B2 (ja) | 1994-03-17 | 1994-03-17 | 屈折率分布の測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3470729B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105784336A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-20 | 哈尔滨工程大学 | 一种光纤器件的透射和反射性能测试装置及方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3072986B2 (ja) | 1998-10-12 | 2000-08-07 | 佐々木 一正 | 光ファイバ母材の内部屈折率分布測定法と測定装置 |
-
1994
- 1994-03-17 JP JP04708094A patent/JP3470729B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105784336A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-20 | 哈尔滨工程大学 | 一种光纤器件的透射和反射性能测试装置及方法 |
CN105784336B (zh) * | 2016-04-26 | 2018-05-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种光纤器件的透射和反射性能测试装置及方法 |
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---|---|
JPH08201221A (ja) | 1996-08-09 |
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