JP3665781B2

JP3665781B2 - Method and apparatus for measuring refractive index distribution of transparent body

Info

Publication number: JP3665781B2
Application number: JP2002293414A
Authority: JP
Inventors: 一正佐々木; 次郎森永; 岳彦山本
Original assignee: 一正佐々木; 株式会社アドヴァンストテクノロジ; 昭和電線電纜株式会社
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP2004125725A; CN1493867A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明体の屈折率分布測定方法及び測定装置に係り、特に内部に屈折率分布を有する透明体の屈折率分布測定方法及び測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の通信ネットワークの進展に伴い、光ファイバケーブルの需要はますます増加する傾向にある。光ファイバケーブルを構成している一要素である光ファイバはまずＶＡＤ法あるいはＭＣＶＤ法等によりプリフォームロッド（光ファイバ母材）と呼ばれる透明体を作成し、それを所定の径まで線引きして製造している。プリフォームロッドは屈折率の高いコア部とその周囲の屈折率がコア部より低いクラッドとからなっている。
【０００３】
ところで、光ファイバに必要とされる特性が設計通りになっているかを判定する指標の一つに屈折率分布を測定する方法がある。光ファイバの屈折率分布を測定する場合は通常プリフォームロッドの状態で測定するが、プリフォームロッドを屈折率が既知である屈折率整合液（マッチングオイル）中に浸漬して、プリフォームロッドの軸方向に対して垂直な角度で光源からレーザ光等を入射して、透過してきた光の角度や位置から屈折率分布を測定する方法がよく行われている。
また、屈折率整合液中に浸漬したプリフォームロッドの背後に画像を配置して、その画像の情報をプリフォームロッドを通して観察したときの歪み量から屈折率分布を測定する方法も本願出願人等によって提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような屈折率分布の測定方法においては、プリフォームロッドの軸方向とプリフォームロッドの屈折率分布を測定するための光学系の光軸とが垂直に交わっていないと正しい屈折率分布が測定できない。しかしプリフォームロッドを製造する工程であるガラス化工程や延伸工程においてはしばしばプリフォームロッドに曲がりが生じたり、またプリフォームロッドを線引きする際には線引き装置にプリフォームロッドを取り付けるためにプリフォームロッドに線引き装置に把持させるためのダミーロッドを接続するが、この接続部で曲がりが生じたりする。
【０００５】
上記したようにプリフォームロッドに曲がりが生じている場合には屈折率分布の測定結果に誤差が生じる。例えばプリフォームロッドが光学系の光軸に対して垂直な面において傾いている場合には、図４に示すように傾きの角度によってプリフォームロッドの外径値にばらつきが生じ、ひいては屈折率分布の測定値にも誤差が生じてくる。
【０００６】
従来測定誤差が生じないような種々の提案がなされている。例えば、プリフォームロッドの屈折率分布測定装置に外径測定器を備えてプリフォームロッドの外径や曲がりの状態を測定し、その結果によって屈折率分布の測定を継続したり中止したりする方法（例えば、特許文献２参照）やプリフォームロッドの吊り下げ部を上下、左右に移動可能にし、プリフォームロッドの振動を防ぐために把持機構を有し、さらにプリフォームロッドの傾斜を吸収できるユニバーサルジョイントを設ける方法（例えば、特許文献３参照）などである。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−１２１４９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−１４６７６０号公報
【特許文献３】
特開２０００−３４６７４７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。即ち、プリフォームロッドの屈折率分布測定装置に外径測定器を備えてプリフォームロッドの外径や曲がりの状態を測定し、その結果によって屈折率分布の測定を継続したり中止したりする方法では、プリフォームロッドの曲がりが大きい場合は屈折率分布の測定を中止しなければならず、再度プリフォームロッドを加工して曲がりをなくするような工程が必要となり煩雑となる。また、曲がりが比較的小さい場合はそのまま屈折率分布を測定するが、その測定結果には誤差が含まれているので結果の信頼性が低下してしまう。
【０００９】
一方、プリフォームロッドの吊り下げ部を上下、左右に移動可能にし、プリフォームロッドの振動を防ぐために把持機構を有し、さらにプリフォームロッドの傾斜を吸収できるユニバーサルジョイントを設ける方法では、プリフォームロッドを動かして曲がりの影響を除去するようにしており、特にプリフォームロッドの振動を防止するためにプリフォームロッドを把持機構で把持するので、製品としてのプリフォームロッドの機械的信頼性が低下する虞がある。
【００１０】
本発明は透明体の屈折率分布を測定する際に透明体の曲がりの状況に応じて光源や光受光器あるいはその双方の位置を調整することにより透明体の正確な屈折率分布を測定する透明体の屈折率分布測定方法及び測定装置を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した課題を解決するために次のような構成とする。即ち、本発明の屈折率分布測定方法は、同一光軸上に配置された画像と、屈折率整合液が収容された屈折率整合液槽と、この屈折率整合液中に浸漬された透明体と、前記透明体及び前記画像と同一光軸上で前記透明体を間にして前記画像と反対側に配置された画像撮影装置とからなる光学系により、前記透明体を通過してきた前記画像の歪み量を前記画像撮影装置により測定し、この測定結果を解析して前記透明体の屈折率分布を測定する方法において、前記画像撮影装置で測定された前記画像の歪み量から前記光学系の光軸に対する前記透明体の曲がりの状況を解析し、その測定結果に基づき位置制御系で前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の位置を、前記透明体の傾斜方向に合わせるように傾斜させて調整後、前記透明体の前記屈折率分布を測定するものである。
【００１２】
具体的には、画像若しくは画像撮影装置あるいはその双方の位置の調整はそれぞれの角度を調整して行うことが好ましく、角度の調整は透明体の軸方向及びこの軸方向に直角に交わる方向のいずれの方向に対しても光学系の光軸が垂直になるように行うことが好ましい。また透明体の屈折率分布の測定は透明体の曲がりの状況を確認した後に行うことが好ましい。そしてこの場合、画像若しくは画像撮影装置あるいはその双方の位置の調整は画像撮影装置で撮影した画像をコンピュータ上で処理して行うこともできる。
【００１３】
また、本発明の屈折率分布測定装置は、同一光軸上に配置された画像と、屈折率整合液が収容された屈折率整合液槽と、この屈折率整合液中に浸漬された透明体と、前記透明体及び前記画像と同一光軸上で前記透明体を間にして前記画像と反対側に配置され前記透明体を通過してきた前記画像の歪みを測定するための画像撮影装置とからなる光学系を有する透明体の屈折率分布測定装置において、前記画像撮影装置で測定された前記画像の歪み量から前記光学系の光軸に対する前記透明体の曲がりの状況を解析し、その測定結果に基づき前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の位置を、前記透明体の傾斜方向に合わせるように傾斜させて調整する位置調整手段が設けられている。具体的には、位置調整手段は、画像若しくは画像撮影装置あるいはその双方の角度を調整する手段であり、この角度調整手段はゴニオメータであることが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の透明体の屈折率分布測定方法及び測定装置をその好ましい実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の測定方法における一実施の形態を模式的に表した図である。図１において（ａ）は本実施の形態の測定方法に用いる光学系を表したものである。ここで、本実施の形態は空間フィルタリング法を用いている例で、レーザ光源１、透明体、例えばプリフォームロッド２、光受光器３は同一光軸上に配置されており、プリフォームロッド２は屈折率整合液槽４に収容された屈折率整合液（マッチングオイル）５に浸漬されている。なお、光受光器３と屈折率整合液槽４の間には検出した光信号に含まれるノイズを除去して透明体２から出射される信号の安定性を良くするためにチョッパ６が配置されている。
【００１６】
空間フィルタリング法による屈折率分布測定方法では、レーザ光源１から出射されるレーザ光をプリフォームロッド２の径方向に走査し、入射させる。この時プリフォームロッド２を通って出射してくるレーザ光はプリフォームロッド２の有する屈折率分布に応じて屈折されて出てくるが、この時の出射角度を測定することでプリフォームロッドの屈折率分布を推定している。
【００１７】
このような光学系を用いてプリフォームロッド２の屈折率分布を測定する場合、図１（ｂ）のように光学系の光軸に対して垂直な面においてプリフォームロッド２に角度αだけ曲がりがある場合、図１（ｃ）のようにレーザ光源１若しくは光受光器３あるいはそれらの双方の位置を角度αだけ傾斜させて測定する。この時レーザ光源１を傾斜させるか光受光器３を傾斜させるかあるいは双方を傾斜させるかは光学系の構成、プリフォームロッド２の曲がりの状態等によって決めればよい。レーザ光源１若しくは光受光器３を傾斜させるにはレーザ光源１と光受光器３の位置をゴニオメータで組み合わせた位置（角度）制御系で補正するようにすると良い。
【００１８】
図２は本発明の測定方法の他の実施の形態を模式的に表した図である。なお、図１と同一の個所は同一の番号で表すことにし、以後の図面においても同様とする。図２（ａ）は本実施の形態の測定方法に用いる光学系を表した図である。本実施の形態においては、光源として画像７を用いる。この画像７は背後から照明を当ててその画像情報をプリフォームロッド２に入射させても良いし、画像７の前部から照明を当てて画像の反射光をプリフォームロッド２に入射させても良い。また例えば液晶画像のようにそれ自身が発光して画像情報としてプリフォームロッド２に入射させても良い。そして、画像情報はプリフォームロッド２を通過した後に画像撮影装置８により撮影される。この時プリフォームロッド２の屈折率分布に応じて画像が歪むのでその歪み量を画像撮影装置８にて撮影して、その歪み量から偏向関数を求め、この値を解析することによりプリフォームロッド２の屈折率分布を測定する。具体的な測定の実施形態については特許文献１に記載されている方法を用いればよい。なお、屈折率整合液はプリフォームロッド１と空気との屈折率差に起因する損失を少なくし、より測定精度を向上させるために使用するものである。
【００１９】
このような光学系において、画像撮影装置８で撮影した画像からプリフォームロッド２がどの程度曲がっているかを測定し、例えば図２（ｂ）のように光学系の光軸に対して垂直な面においてプリフォームロッド２が角度βだけ曲がっている場合、図２（ｃ）のように画像７若しくは画像撮影装置８あるいはそれらの双方の位置を角度βだけ傾斜させて測定する。画像７若しくは画像撮影装置８を傾斜させるには画像７と画像撮影装置８の位置をゴニオメータで組み合わせた位置（角度）制御系で補正するようにすると良い。この時画像７を傾斜させるか画像撮影装置８を傾斜させるかあるいは双方を傾斜させるかはやはり光学系の構成、プリフォームロッド２の曲がりの状態によって決めればよく、図１の場合と同様である。またこの場合、画像撮影装置８により撮影した画像をコンピュータ上で画像処理を行い位置を調整するようにしても良い。
【００２０】
次に本発明のさらに他の実施の形態について説明する。図３（ａ）は図２と同様に画像の歪み量を解析してプリフォームロッドの屈折率分布を測定する方法に用いられる光学系を模式的に表したものであるが、プリフォームロッド２は光学系の光軸に対して角度γの曲がりが生じている。この場合は光学系の光軸に対して傾斜しているために光学系の光軸に対して垂直な面において曲がりが生じている場合と異なり図３（ｂ）に示すように曲がりの存在を見極めるのが難しい。しかるにプリフォームロッドの曲がりの存在と程度を正確に把握するためにはプリフォームロッドを回転させることが好ましい。プリフォームロッドを回転させると曲がりの状態ばかりでなく曲がりの程度も把握できるので図３（ａ）で矢印で示したようにプリフォームロッド２の軸方向と光学系の光軸とが直角に交わるように画像７、画像撮影装置８を回転させて位置を調整すればよい。このようにプリフォームロッドに曲がりがある場合、光源若しくは光受光器あるいはその双方の位置を調整するということはプリフォームロッドの軸方向及びこの軸方向に直角に交わる方向のいずれの方向に対しても光学系の光軸が垂直になるように行うことをいう。
【００２１】
また、これまでの実施の形態では石英ガラスからなるプリフォームロッドを例に取り説明したが、本発明は内部に屈折率分布を有する透明体ならばどのようなものにでも適用でき、例えばプラスチック体のようなものを測定する場合にも適用可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の透明体の屈折率分布測定方法及び測定装置によれば、透明体の屈折率分布を測定するに際して、透明体に曲がりが生じている場合、その曲がりの状況に応じて画像（光源）や画像撮影装置（光受光器）あるいはその双方の位置を調整するようにしたので透明体の正確な屈折率分布を測定する方法を提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による屈折率分布測定方法の一実施の形態を説明する図である。
【図２】本発明による屈折率分布測定方法の他の実施の形態を説明する図である。
【図３】本発明による屈折率分布測定方法のさらに他の実施の形態を説明する図である。
【図４】プリフォームロッドの曲がりの影響を表す図である。
【符号の説明】
１・・・レーザ光源
２・・・プリフォームロッド
３・・・光受光器
４・・・屈折率整合液槽
５・・・屈折率整合液
７・・・画像
８・・・画像撮影装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a refractive index distribution measuring method and measuring apparatus for a transparent body, and more particularly to a refractive index distribution measuring method and a measuring apparatus for a transparent body having a refractive index distribution therein.
[0002]
[Prior art]
With the recent development of communication networks, the demand for optical fiber cables tends to increase. An optical fiber, which is an element constituting an optical fiber cable, is manufactured by first creating a transparent body called a preform rod (optical fiber preform) by the VAD method or MCVD method and drawing it to a predetermined diameter. doing. The preform rod includes a core portion having a high refractive index and a clad having a lower refractive index around the core portion.
[0003]
By the way, there is a method of measuring the refractive index distribution as one of indicators for determining whether the characteristics required for the optical fiber are as designed. When measuring the refractive index distribution of an optical fiber, it is usually measured in the state of a preform rod, but the preform rod is immersed in a refractive index matching liquid (matching oil) whose refractive index is known, and the preform rod is A common method is to measure the refractive index distribution from the angle or position of light that has passed through a laser beam or the like incident from a light source at an angle perpendicular to the axial direction.
In addition, the present applicant also has a method of measuring the refractive index distribution from the amount of distortion when an image is placed behind a preform rod immersed in a refractive index matching liquid and the information of the image is observed through the preform rod. (See, for example, Patent Document 1).
[0004]
In such a refractive index distribution measurement method, the correct refractive index distribution is measured unless the axial direction of the preform rod and the optical axis of the optical system for measuring the refractive index distribution of the preform rod intersect perpendicularly. Can not. However, the preform rod is often bent in the vitrification process and the stretching process, and the preform rod is drawn in order to attach the preform rod to the drawing device when drawing the preform rod. The rod is connected to a dummy rod to be gripped by the wire drawing device, but bending may occur at this connecting portion.
[0005]
As described above, when the preform rod is bent, an error occurs in the measurement result of the refractive index distribution. For example, when the preform rod is inclined in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system, the outer diameter value of the preform rod varies depending on the angle of inclination as shown in FIG. An error also occurs in the measured value.
[0006]
Various proposals have been made so as not to cause measurement errors. For example, the preform rod refractive index distribution measuring device is equipped with an outer diameter measuring device to measure the outer diameter and bending state of the preform rod, and depending on the result, the measurement of the refractive index distribution is continued or stopped. (For example, refer to Patent Document 2) A universal joint that can move the hanging part of the preform rod vertically and horizontally, has a gripping mechanism to prevent vibration of the preform rod, and can absorb the inclination of the preform rod (For example, refer to Patent Document 3).
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2000-121499 A [Patent Document 2]
JP 2000-146760 A [Patent Document 3]
JP 2000-346747 A
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the conventional techniques as described above have the following problems to be solved. That is, a method for measuring the outer diameter and the bending state of the preform rod by measuring the preform rod refractive index distribution measuring device with an outer diameter measuring device, and continuing or stopping the measurement of the refractive index distribution according to the result. Then, when the bending of the preform rod is large, the measurement of the refractive index distribution must be stopped, and a process for processing the preform rod again to eliminate the bending becomes necessary and complicated. Further, when the bending is relatively small, the refractive index distribution is measured as it is. However, since the measurement result includes an error, the reliability of the result is lowered.
[0009]
On the other hand, the method of providing a universal joint capable of moving the hanging portion of the preform rod up and down, left and right, having a gripping mechanism to prevent vibration of the preform rod, and further absorbing the inclination of the preform rod, The rod is moved to eliminate the influence of bending, and the preform rod is gripped by the gripping mechanism to prevent the preform rod from vibrating. This reduces the mechanical reliability of the preform rod as a product. There is a risk of doing.
[0010]
In the present invention, when measuring the refractive index distribution of a transparent body, the accurate refractive index distribution of the transparent body is measured by adjusting the position of the light source and / or the light receiver according to the bending state of the transparent body. A refractive index distribution measuring method and measuring apparatus for a body are provided.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration. That is, the refractive index distribution measuring method of the present invention includes an image arranged on the same optical axis, a refractive index matching liquid tank containing a refractive index matching liquid, and a transparent body immersed in the refractive index matching liquid. And an optical system comprising the transparent body and an image photographing device disposed on the opposite side of the image with the transparent body in between on the same optical axis as the image, and the image that has passed through the transparent body. In the method of measuring the amount of distortion by the image photographing device and analyzing the measurement result to measure the refractive index distribution of the transparent body, the light of the optical system is calculated from the amount of distortion of the image measured by the image photographing device. Analyzing the state of bending of the transparent body with respect to the axis, and adjusting the position of the image or the image capturing device or both by inclining to match the inclination direction of the transparent body based on the measurement result After, said transparent The refractive index distribution of those measured.
[0012]
Specifically, it is preferable to adjust the positions of the image and / or the image capturing device by adjusting the respective angles. The adjustment of the angle can be performed either in the axial direction of the transparent body or in the direction perpendicular to the axial direction. It is preferable that the optical axis of the optical system is also perpendicular to the direction. The refractive index distribution of the transparent body is preferably measured after confirming the bending state of the transparent body. In this case, the position of the image or the image capturing device or both can be adjusted by processing the image captured by the image capturing device on the computer.
[0013]
Further, the refractive index distribution measuring apparatus of the present invention includes an image disposed on the same optical axis, a refractive index matching liquid tank containing a refractive index matching liquid, and a transparent body immersed in the refractive index matching liquid. And an image photographing device for measuring distortion of the image that has been passed through the transparent body and disposed on the opposite side of the image on the same optical axis as the transparent body and the image. In the refractive index distribution measuring apparatus for a transparent body having an optical system, the bending state of the transparent body with respect to the optical axis of the optical system is analyzed from the distortion amount of the image measured by the image capturing apparatus, and the measurement result Position adjusting means is provided for adjusting the position of the image and / or the image photographing device based on the tilt so as to match the tilt direction of the transparent body . Specifically, the position adjusting means is means for adjusting the angle of the image or the image capturing device or both , and the angle adjusting means is preferably a goniometer.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, preferred embodiments of the refractive index distribution measuring method and measuring apparatus for a transparent body of the present invention will be described using specific examples.
[0015]
FIG. 1 is a diagram schematically showing an embodiment of the measurement method of the present invention. In FIG. 1, (a) represents an optical system used in the measurement method of the present embodiment. Here, the present embodiment is an example using the spatial filtering method, and the laser light source 1, the transparent body, for example, the preform rod 2 and the optical receiver 3 are arranged on the same optical axis. Is immersed in a refractive index matching liquid (matching oil) 5 accommodated in the refractive index matching liquid tank 4. A chopper 6 is disposed between the optical receiver 3 and the refractive index matching liquid tank 4 in order to remove noise contained in the detected optical signal and improve the stability of the signal emitted from the transparent body 2. ing.
[0016]
In the refractive index distribution measuring method by the spatial filtering method, the laser light emitted from the laser light source 1 is scanned in the radial direction of the preform rod 2 and is incident thereon. At this time, the laser beam emitted through the preform rod 2 is refracted according to the refractive index distribution of the preform rod 2 and is measured by measuring the emission angle at this time. Refractive index distribution is estimated.
[0017]
When measuring the refractive index distribution of the preform rod 2 using such an optical system, the preform rod 2 is bent by an angle α in a plane perpendicular to the optical axis of the optical system as shown in FIG. If there is, measurement is performed by inclining the positions of the laser light source 1 and / or optical receiver 3 or both of them by an angle α as shown in FIG. At this time, whether the laser light source 1 is tilted, the optical receiver 3 is tilted, or both are tilted may be determined depending on the configuration of the optical system, the bending state of the preform rod 2, and the like. In order to incline the laser light source 1 or the optical receiver 3, it is preferable to correct the position of the laser light source 1 and the optical receiver 3 with a position (angle) control system that is combined with a goniometer.
[0018]
FIG. 2 is a diagram schematically showing another embodiment of the measurement method of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are represented by the same numbers, and the same applies to the subsequent drawings. FIG. 2A shows an optical system used in the measurement method of the present embodiment. In the present embodiment, the image 7 is used as a light source. The image 7 may be illuminated from behind and the image information may be incident on the preform rod 2, or the image 7 may be illuminated from the front of the image 7 and reflected light of the image may be incident on the preform rod 2. good. Further, for example, a liquid crystal image itself may emit light and enter the preform rod 2 as image information. The image information is photographed by the image photographing device 8 after passing through the preform rod 2. At this time, since the image is distorted according to the refractive index distribution of the preform rod 2, the amount of distortion is photographed by the image photographing device 8, a deflection function is obtained from the amount of distortion, and this value is analyzed to analyze the preform rod. The refractive index distribution of 2 is measured. For a specific embodiment of measurement, the method described in Patent Document 1 may be used. The refractive index matching liquid is used to reduce the loss due to the refractive index difference between the preform rod 1 and air, and to further improve the measurement accuracy.
[0019]
In such an optical system, the degree to which the preform rod 2 is bent is measured from the image photographed by the image photographing device 8, for example, a surface perpendicular to the optical axis of the optical system as shown in FIG. When the preform rod 2 is bent by an angle β, the position of the image 7 or the image capturing device 8 or both of them is inclined by the angle β as shown in FIG. In order to incline the image 7 or the image capturing device 8, it is preferable that the position of the image 7 and the image capturing device 8 is corrected by a position (angle) control system combined with a goniometer. At this time, whether the image 7 is tilted, the image capturing device 8 is tilted, or both are tilted can be determined by the configuration of the optical system and the bending state of the preform rod 2 as in the case of FIG. . In this case, the position of the image captured by the image capturing device 8 may be adjusted by performing image processing on the computer.
[0020]
Next, still another embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A schematically shows an optical system used in a method of analyzing the amount of distortion of an image and measuring the refractive index distribution of the preform rod, as in FIG. Is bent at an angle γ with respect to the optical axis of the optical system. In this case, since it is inclined with respect to the optical axis of the optical system, the presence of the bending as shown in FIG. Difficult to determine. However, it is preferable to rotate the preform rod in order to accurately grasp the presence and degree of bending of the preform rod. When the preform rod is rotated, not only the state of bending but also the degree of bending can be grasped, so that the axial direction of the preform rod 2 and the optical axis of the optical system intersect at right angles as indicated by arrows in FIG. In this way, the image 7 and the image capturing device 8 may be rotated to adjust the positions. When the preform rod is bent in this way, adjusting the positions of the light source and / or the light receiver is relative to the axial direction of the preform rod and the direction perpendicular to the axial direction. This also means that the optical axis of the optical system is vertical.
[0021]
In the above embodiments, a preform rod made of quartz glass has been described as an example. However, the present invention can be applied to any transparent body having a refractive index distribution inside, for example, a plastic body. It is also applicable when measuring such as
[0022]
【The invention's effect】
According to the refractive index distribution measuring method and measuring apparatus of the transparent body of the present invention, when measuring the refractive index distribution of the transparent body, if the transparent body is bent, an image (light source) according to the state of the bending. And the position of the image capturing device (light receiver) or both of them can be adjusted, so that a method for measuring an accurate refractive index distribution of a transparent body can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a refractive index distribution measuring method according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining another embodiment of a refractive index distribution measuring method according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining still another embodiment of the refractive index distribution measuring method according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing the influence of bending of a preform rod.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laser light source 2 ... Preform rod 3 ... Optical receiver 4 ... Refractive index matching liquid tank 5 ... Refractive index matching liquid 7 ... Image 8 ... Image photographing device

Claims

内部に屈折率分布を有する透明体の屈折率分布測定方法であって、同一光軸上に配置された画像と、屈折率整合液が収容された屈折率整合液槽と、この屈折率整合液中に浸漬された透明体と、前記透明体及び前記画像と同一光軸上で前記透明体を間にして前記画像と反対側に配置された画像撮影装置とからなる光学系により、前記透明体を通過してきた前記画像の歪み量を前記画像撮影装置により測定し、この測定結果を解析して前記透明体の屈折率分布を測定する方法において、
前記画像撮影装置で測定された前記画像の歪み量から前記光学系の光軸に対する前記透明体の曲がりの状況を解析し、その測定結果に基づき位置制御系で前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の位置を、前記透明体の傾斜方向に合わせるように傾斜させて調整後、前記透明体の前記屈折率分布を測定することを特徴とする透明体の屈折率分布測定方法。A method for measuring a refractive index distribution of a transparent body having a refractive index distribution therein, an image disposed on the same optical axis, a refractive index matching liquid tank containing a refractive index matching liquid, and the refractive index matching liquid and dipped transparent body in, by an optical system consisting of the transparent body and the image capturing device disposed on the opposite side of the image and between the transparent member by the image and the same optical axis, said transparent body In the method of measuring the amount of distortion of the image that has passed through the image capturing device, and analyzing the measurement result to measure the refractive index distribution of the transparent body,
The bending state of the transparent body with respect to the optical axis of the optical system is analyzed from the distortion amount of the image measured by the image photographing device, and the image or the image photographing device or the like is analyzed by the position control system based on the measurement result. A method of measuring a refractive index distribution of a transparent body, wherein the refractive index distribution of the transparent body is measured after both positions are adjusted so as to be aligned with an inclination direction of the transparent body.

前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の位置の調整はそれぞれの角度を調整して行うことを特徴とする請求項１記載の透明体の屈折率分布測定方法。2. The method for measuring a refractive index distribution of a transparent body according to claim 1, wherein the adjustment of the position of the image and / or the image capturing apparatus is performed by adjusting the respective angles.

前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の角度の調整は前記透明体の軸方向及びこの軸方向に直角に交わる方向のいずれの方向に対しても前記光学系の光軸が垂直になるように行うことを特徴とする請求項２記載の透明体の屈折率分布測定方法。Adjustment of the angle of the image or the image capturing device or both is performed so that the optical axis of the optical system is perpendicular to both the axial direction of the transparent body and the direction perpendicular to the axial direction. The method for measuring a refractive index distribution of a transparent body according to claim 2, which is performed.

前記透明体を回転させて曲がりの状況を確認することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の透明体の屈折率分布測定方法。The method for measuring a refractive index distribution of a transparent body according to any one of claims 1 to 3, wherein the transparent body is rotated to check a bending state.

前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の位置の調整は前記画像撮影装置で撮影した画像をコンピュータ上で処理して行うことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載の透明体の屈折率分布測定方法。Claim of claims 1 to 4, characterized in that said adjustment of the image or the image capturing device or the position of the both performed by processing an image taken by the image capturing device on a computer The refractive index distribution measuring method of the transparent body described in 1.

内部に屈折率分布を有する透明体の屈折率分布測定装置であって、同一光軸上に配置された画像と、屈折率整合液が収容された屈折率整合液槽と、この屈折率整合液中に浸漬された透明体と、前記透明体及び前記画像と同一光軸上で前記透明体を間にして前記画像と反対側に配置され前記透明体を通過してきた前記画像の歪みを測定するための画像撮影装置とからなる光学系を有する透明体の屈折率分布測定装置において、
前記画像撮影装置で測定された前記画像の歪み量から前記光学系の光軸に対する前記透明体の曲がりの状況を解析し、その測定結果に基づき前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の位置を、前記透明体の傾斜方向に合わせるように傾斜させて調整する位置調整手段が設けられていることを特徴とする透明体の屈折率分布測定装置。An apparatus for measuring a refractive index distribution of a transparent body having a refractive index distribution therein, an image arranged on the same optical axis, a refractive index matching liquid tank containing a refractive index matching liquid, and the refractive index matching liquid Measuring the distortion of the transparent body immersed in the image and the image passing through the transparent body disposed on the opposite side of the image on the same optical axis as the transparent body and the image. In a refractive index distribution measuring device for a transparent body having an optical system consisting of an image photographing device for
Analyzing the bending state of the transparent body with respect to the optical axis of the optical system from the amount of distortion of the image measured by the image photographing device, and determining the position of the image or the image photographing device or both based on the measurement result. An apparatus for measuring a refractive index distribution of a transparent body , comprising: a position adjusting unit that is tilted and adjusted so as to match the tilt direction of the transparent body.

前記位置調整手段は、前記画像若しくは前記画像撮影装置あるいはその双方の角度を調整する手段であることを特徴とする請求項６記載の透明体の屈折率分布測定装置。7. The transparent refractive index distribution measuring apparatus according to claim 6 , wherein the position adjusting means is means for adjusting an angle of the image or the image capturing device or both .

前記角度調整手段はゴニオメータであることを特徴とする請求項７記載の透明体の屈折率分布測定装置。8. The transparent refractive index distribution measuring apparatus according to claim 7, wherein the angle adjusting means is a goniometer.