專利名稱：透明體的折射率分布測定方法及測定裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及內部具有折射率分布的透明體的折射率分布測定方法及測定裝置。
背景技術：
隨著近年來通信網的發展，出現了光纜的需求量日益增長的趨勢。構成光纜的要素之一的光纖維，首先采用VAD法或MCVD等制作成預制棒(光纖坯料)，然后再按照需要將其拉伸為所需直徑的光纖。預制棒由折射率高的棒心和圍繞在其四周的折射率比棒心低的包層構成。
這就要求有一種折射率分布的測定方法，以便判定其是否能按照設計指標，達到光纖維所需的特性。當測定光纖維的折射率分布時，通常都在預制棒狀態下進行測定，最為普通的測定方法是將預制棒浸泡在折射率已知的折射率整合液(匹配油)中，以相對于預制棒的軸向而言為垂直的角度從光源射入激光等，根據透過的光的角度及位置，測定折射率分布。當采用該測定方法的情況下，邊使光學系統的位置等間距地移動邊進行測定，但由于該間距直接影響到測定精度，因而為了實現高精度測定，需要將間距劃分得很細。因此，在進行高精度測定時必然需要花費很長時間。
為此有人提議將折射率變化的棒心部與折射率無變化的包層部設定為以不同的測定間距進行測定，以便提高測定效率(可參照專利文獻1)。此外，還有人提議，首先對整個預制棒進行整體性粗測，然后再提取出折射率變化的部分提高該部位的析象度之后再次進行測定(參照專利文獻2)。
另外由本專利申請人等提出與上述方法全然不同的方法，該方法是將圖象配置到浸泡在折射率整合液中的預制棒背后，根據通過預制棒觀察該圖象時的失真量來測定折射率分布的。
(參照專利文獻3)專利文獻1特開平8-271379號公報專利文獻2特開2000-81373號公報專利文獻3特開2000-121499號公報然而在上述現有技術中存在著下述需解決的課題。即在將預制棒浸泡在折射率已知的折射率整合液(匹配油)中，以相對于預制棒的軸向而言垂直的角度照射激光光束，根據透過的光的角度及位置測定折射率分布的方法之中，存在著要想進行高精度測定需花費時間的課題。此外，在折射率有變化的棒心部與折射率無變化的包層部采用不同的間距進行測定的方法以及先將預制棒進行整體性粗測，然后提取出折射率有變化的部分提高該部位的析象度之后再次進行測定的方法雖然能提高其效率但仍然很費時間。
與之相對應，在將圖象配置到浸泡在折射率整合液中的預制棒背后，根據穿過預制棒觀察該圖象時的失真量，測定折射率分布的方法中，由于析象度取決于攝影裝置的能力，例如光接收元件群的元件數量，雖然與專利文獻1、專利文獻2相比，可在一定程度上解決花費時間過長的問題，但由于為了能全面觀察預制棒，一直將預制棒與攝影裝置間的距離設置為固定距離，因而在觀察規模小的透明體及僅測定透明體的某個特定部位時產生了諸多不便。
發明內容
本發明的目的在于提供一種既能在時間方面實現高效測定，又能不受透明體的大小及測定部位限制的折射率分布測定裝置及測定方法。
為了解決上述課題，本發明采用了如下構成。也就是說，本發明的折射率分布測定方法的特征在于將圖象配置到浸泡在裝有折射率整合液的折射率整合液槽中的透明體背后，使上述透明體及圖象處于同一光軸，通過隔著上述透明體配置在上述圖象相反位置上的攝影裝置測定上述圖象穿過上述透明體的失真，分析該測定結果，測定上述透明體的折射率分布的方法之中，將上述攝影裝置的視野內的上述透明體的大小設定為可調整。
具體而言，透明體的大小，通過調整攝影裝置與透明體的距離進行調整。該距離調整最好將攝影裝置承載到移動平臺上進行。此外，透明體的大小用安裝在攝影裝置上的視野擴大鏡頭進行調整。而且視野擴大鏡頭最好使用可連續擴大視野的變焦鏡頭，或者使用組合多個鏡頭的鏡頭。此外，透明體的大小也可組合使用調整攝影裝置與透明體的距離以及在攝影裝置上安裝的視野擴大鏡頭進行調整。
此外，本發明的折射率分布測定裝置的特征在于在該具有由配置在同一光軸上的圖象、用來裝浸泡透明體的折射率整合液的折射率整合液槽、以及隔著上述透明體，配置在上述圖象相反位置上的，用來測定穿過上述透明體的上述圖象失真的攝影裝置構成的光學系統的透明體折射率測定裝置之中，上述攝影裝置具有可調整其視野內的上述透明體大小的裝置。
具體而言，可調整攝影裝置的視野內的透明體大小的裝置最好是將攝影裝置可移動地安裝在光軸上。此外，可調整攝影裝置的視野內的透明體大小的裝置最好是在攝影裝置上安裝視野擴大鏡頭，視野擴大鏡頭可使用能連續擴大視野的變焦鏡頭或是多個透鏡的組合等。此外，可調整攝影裝置的視野內的上述透明體大小的裝置也可以組合裝置，使攝影裝置可移動地安裝在光軸上且在攝影裝置上安裝視野擴大鏡頭。
圖1是本發明的折射率分布測定裝置的一種實施方式的說明圖。
圖2是表示攝影裝置的視野內的透明體的大小調整狀況的例示圖。
圖3是本發明的測定結果的圖示。
圖中標號1、預制棒，4、圖象，5、攝影裝置，6、移動平臺，7、承載臺，8、視野擴大鏡頭，具體實施方式
下面用具體事例介紹本發明的透明體的折射率分布測定方法以及測定裝置的實施方式。首先介紹本發明的測定裝置，然后介紹其測定方法。
圖1表示本發明的測定裝置中的一種實施方式。在圖1中，本發明的測定裝置具有由裝有浸泡基本上是透明體的石英玻璃構成的預制棒1的折射率整合液(匹配油)2的折射率整合液槽3、配置在折射率整合液槽3背后的圖象4、拍攝穿過預制棒1的圖象4的信息的攝影裝置5構成的光學系統；折射率整合液槽3、圖象4以及攝影裝置5，隔著預制棒1分別配置在同一光軸上。
該攝影裝置5安裝在移動平臺6上，移動平臺6可在承載臺7上朝箭頭所示方向移動，以便調整與預制棒的距離。此外，攝影裝置5上安裝了視野擴大鏡頭8。視野擴大鏡頭可使用可連續性擴大視野的所謂變焦鏡頭，也可將多個鏡頭組合使用。
上述圖象4可使用諸如直角三角形及等腰三角形等圖案的黑白二值的圖象等。而且，穿過內部具有折射率分布的預制棒1的圖象4的圖案，按照不同的折射率分布，以失真狀態到達攝影裝置5。根據該失真量求取偏轉函數，通過對該值的解析測定出預制棒1的折射率分布。關于具體的測定方式，可用專利文獻3中所述的方法。而折射率整合液是為了減少因預制棒1與空氣的折射率差造成的損耗，使測定精度進一步提高而使用的。
下面就本發明的測定方法，介紹一種實施方式。在本發明中，當采用上述測定裝置，測定預制棒1在攝影裝置5視野內的折射率分布時，應使移動平臺6上的攝影裝置5在承載臺7上移動，朝預制棒1靠近，直到可獲得最佳析象度的大小的距離為止。由于這樣可使到達攝影裝置5的失真量信息增加，析象度上升，因而可測定出更為詳細的折射率分布。
圖2示出攝影裝置5的視野內的預制棒1的位置，(a)為預制棒1開始時的位置，(b)為攝影裝置5朝預制棒1靠近，到達可獲得足夠的析象度大小為止的例示。而且與圖1相同的部分采用了同樣的標號。
當測定預制棒1在攝影裝置5的視野內的折射率分布時，要想獲得最佳析象度不僅可將攝影裝置5靠近，當使用可連續性擴大視野的變焦鏡頭，測定預制棒1的折射率分布時，還可通過調整鏡頭，獲得最佳析象度的大小。此外，還可通過組合多個鏡頭擴大視野進行測定。此種情況下，雖然不移動攝影裝置5的位置同樣可進行測定，但也可以組合使用移動攝影裝置5的位置與使用上述鏡頭獲得測定所需的析象度。也就是說，為了達到本發明的目的，可采用最佳方法。
圖3是根據采用現用的固定式攝影裝置與采用本發明的方法得到的圖象信息繪制出的曲線圖。圖3(a)為現用的固定式的測定結果，圖3(b)是采用本發明獲得的測定結果。從圖3(b)中的采用本發明的測定方法獲得的結果可知，與現用的方法相比，曲線點達到二倍以上，可獲得很高的析象度，能進行更為精細的折射率分布測定。
而且，若采用本發明的測定方法，即使預制棒的直徑每次測定均不同，也可通過調整預制棒的大小獲得最佳析象度，同時由于即使在只想測定預制棒的某個特定部位的情況下，也能只把該部分放大，因而大大增加了測定的自由度。
此外，在本實施方式中雖然舉的是由石英玻璃構成的預制棒的例子，但只要是內部具有折射率分布的透明體均可適用本發明，例如即使是透明塑料也完全可以測定。
若采用本發明的透明體的折射率分布測定方法及測定裝置，由于在利用圖象失真測定透明體的折射率分布時，可通過移動攝影裝置或安裝視野擴大鏡頭調整攝影裝置的視野內的透明體的大小，因而不論透明體的大小如何，以及想要測定某個特定部位的情況下，均可獲得很高的析象度，高精度地測定出透明體的折射率分布。
權利要求
1.一種用于透明體的折射率分布測定方法，該透明體內部具有折射率分布，其特征在于將圖象配置到浸泡在裝有折射率整合液的折射率整合液槽中的透明體背后，使上述透明體及圖象處于同一光軸，通過隔著上述透明體，配置在上述圖象相反側的攝影裝置，測定上述圖象穿過上述透明體的失真，分析該測定結果，測定上述透明體的折射率分布，其中，處于上述攝影裝置視野內的上述透明體的大小設定為可調整。
2.根據權利要求1所述的透明體的折射率分布測定方法，其特征在于上述透明體的大小的調整是通過調整上述攝象裝置與上述透明體之間的距離進行調整。
3.根據權利要求1所述的透明體的折射率分布測定方法，其特征在于上述透明體的大小的調整是通過安裝在上述攝影裝置上的視野擴大鏡頭進行調整。
4.根據權利要求3所述的透明體的折射率分布測定方法，其特征在于上述視野擴大鏡頭是可連續地擴大視野的變焦鏡頭。
5.根據權利要求3所述的透明體的折射率分布測定方法，其特征在于上述視野擴大鏡頭是由多個透鏡組合而成的。
6.根據權利要求1所述的透明體的折射率分布測定方法，其特征在于上述透明體的大小的調整是通過組合使用調整上述攝影裝置與上述透明體的距離以及使用安裝在上述攝影裝置上的視野擴大鏡頭進行調整。
7.根據權利要求2或6所述的透明體的折射率分布測定方法，其特征在于上述透明體的大小的調整是通過將上述攝影裝置承載到可調整與上述透明體的距離的移動平臺上進行調整。
8.一種用于透明體的折射率分布測定裝置，該透明體內部具有折射率分布，其特征在于包括光學系統，該光學系統由配置在同一光軸上的圖象；裝有用來浸泡透明體的折射率整合液的折射率整合液槽；隔著上述透明體，配置于上述圖象相反側，用于測定通過上述透明體的上述圖象的失真的攝影裝置構成，其中，上述攝影裝置具有可調整其視野內的上述透明體大小的裝置。
9.根據權利要求8所述的透明體的折射率分布測定裝置，其特征在于可調整上述攝影裝置視野內的上述透明體大小的裝置是將上述攝影裝置安裝為可在上述光軸上移動的設備。
10.根據權利要求8所述的透明體的折射率分布測定裝置，其特征在于可調整上述攝影裝置視野內的上述透明體大小的裝置，是在上述攝影裝置上安裝的視野擴大鏡頭。
11.根據權利要求10所述的透明體的折射率分布測定裝置，其特征在于上述視野擴大鏡頭是可連續擴大視野的變焦鏡頭。
12.根據權利要求10所述的透明體的折射率分布測定裝置，其特征在于上述視野擴大鏡頭是由多個透鏡組合而成的。
13.根據權利要求8所述的透明體的折射率分布測定裝置，其特征在于可調整上述攝影裝置視野內的上述透明體大小的裝置是組合使用將上述攝影裝置安裝為可在上述光軸上移動的設備以及在上述攝影裝置上安裝的視野擴大鏡頭的設備。
全文摘要
當采用攝影裝置5拍攝配置在預制棒1背后的圖象4的信息，測定預制棒1的折射率分布時，將攝影裝置的視野內的預制棒1的大小設定為可調整。預制棒1的大小調整可用移動攝影裝置5，在攝影裝置5上安裝擴大視野的鏡頭進行。由于無論預制棒有多么大，以及希望測定預制棒的某個特定部位時，均可將攝影裝置的視野內的預制棒的大小調整到獲得最佳析象度，因而與現有方法相比，可高精度地測定出預制棒的折射率分布。
文檔編號G01N21/41GK1493866SQ03159489
公開日2004年5月5日 申請日期2003年9月27日 優先權日2002年10月7日
發明者佐佐木一正, 森永次郎, 山本岳彥, 彥, 郎 申請人:佐佐木一正, 昭和電線電纜株式會社