专利名称：透明体的折射率分布测定方法及测定装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及内部具有折射率分布的透明体的折射率分布测定方法及测定装置。
背景技术：
随着近年来通信网的发展，出现了光缆的需求量日益增长的趋势。构成光缆的要素之一的光纤维，首先采用VAD法或MCVD等制作成预制棒(光纤坯料)，然后再按照需要将其拉伸为所需直径的光纤。预制棒由折射率高的棒心和围绕在其四周的折射率比棒心低的包层构成。
这就要求有一种折射率分布的测定方法，以便判定其是否能按照设计指标，达到光纤维所需的特性。当测定光纤维的折射率分布时，通常都在预制棒状态下进行测定，最为普通的测定方法是将预制棒浸泡在折射率已知的折射率整合液(匹配油)中，以相对于预制棒的轴向而言为垂直的角度从光源射入激光等，根据透过的光的角度及位置，测定折射率分布。当采用该测定方法的情况下，边使光学系统的位置等间距地移动边进行测定，但由于该间距直接影响到测定精度，因而为了实现高精度测定，需要将间距划分得很细。因此，在进行高精度测定时必然需要花费很长时间。
为此有人提议将折射率变化的棒心部与折射率无变化的包层部设定为以不同的测定间距进行测定，以便提高测定效率(可参照专利文献1)。此外，还有人提议，首先对整个预制棒进行整体性粗测，然后再提取出折射率变化的部分提高该部位的析象度之后再次进行测定(参照专利文献2)。
另外由本专利申请人等提出与上述方法全然不同的方法，该方法是将图象配置到浸泡在折射率整合液中的预制棒背后，根据通过预制棒观察该图象时的失真量来测定折射率分布的。
(参照专利文献3)专利文献1特开平8-271379号公报专利文献2特开2000-81373号公报专利文献3特开2000-121499号公报然而在上述现有技术中存在着下述需解决的课题。即在将预制棒浸泡在折射率已知的折射率整合液(匹配油)中，以相对于预制棒的轴向而言垂直的角度照射激光光束，根据透过的光的角度及位置测定折射率分布的方法之中，存在着要想进行高精度测定需花费时间的课题。此外，在折射率有变化的棒心部与折射率无变化的包层部采用不同的间距进行测定的方法以及先将预制棒进行整体性粗测，然后提取出折射率有变化的部分提高该部位的析象度之后再次进行测定的方法虽然能提高其效率但仍然很费时间。
与之相对应，在将图象配置到浸泡在折射率整合液中的预制棒背后，根据穿过预制棒观察该图象时的失真量，测定折射率分布的方法中，由于析象度取决于摄影装置的能力，例如光接收元件群的元件数量，虽然与专利文献1、专利文献2相比，可在一定程度上解决花费时间过长的问题，但由于为了能全面观察预制棒，一直将预制棒与摄影装置间的距离设置为固定距离，因而在观察规模小的透明体及仅测定透明体的某个特定部位时产生了诸多不便。

发明内容
本发明的目的在于提供一种既能在时间方面实现高效测定，又能不受透明体的大小及测定部位限制的折射率分布测定装置及测定方法。
为了解决上述课题，本发明采用了如下构成。也就是说，本发明的折射率分布测定方法的特征在于将图象配置到浸泡在装有折射率整合液的折射率整合液槽中的透明体背后，使上述透明体及图象处于同一光轴，通过隔着上述透明体配置在上述图象相反位置上的摄影装置测定上述图象穿过上述透明体的失真，分析该测定结果，测定上述透明体的折射率分布的方法之中，将上述摄影装置的视野内的上述透明体的大小设定为可调整。
具体而言，透明体的大小，通过调整摄影装置与透明体的距离进行调整。该距离调整最好将摄影装置承载到移动平台上进行。此外，透明体的大小用安装在摄影装置上的视野扩大镜头进行调整。而且视野扩大镜头最好使用可连续扩大视野的变焦镜头，或者使用组合多个镜头的镜头。此外，透明体的大小也可组合使用调整摄影装置与透明体的距离以及在摄影装置上安装的视野扩大镜头进行调整。
此外，本发明的折射率分布测定装置的特征在于在该具有由配置在同一光轴上的图象、用来装浸泡透明体的折射率整合液的折射率整合液槽、以及隔着上述透明体，配置在上述图象相反位置上的，用来测定穿过上述透明体的上述图象失真的摄影装置构成的光学系统的透明体折射率测定装置之中，上述摄影装置具有可调整其视野内的上述透明体大小的装置。
具体而言，可调整摄影装置的视野内的透明体大小的装置最好是将摄影装置可移动地安装在光轴上。此外，可调整摄影装置的视野内的透明体大小的装置最好是在摄影装置上安装视野扩大镜头，视野扩大镜头可使用能连续扩大视野的变焦镜头或是多个透镜的组合等。此外，可调整摄影装置的视野内的上述透明体大小的装置也可以组合装置，使摄影装置可移动地安装在光轴上且在摄影装置上安装视野扩大镜头。


图1是本发明的折射率分布测定装置的一种实施方式的说明图。
图2是表示摄影装置的视野内的透明体的大小调整状况的例示图。
图3是本发明的测定结果的图示。
图中标号1、预制棒，4、图象，5、摄影装置，6、移动平台，7、承载台，8、视野扩大镜头，具体实施方式
下面用具体事例介绍本发明的透明体的折射率分布测定方法以及测定装置的实施方式。首先介绍本发明的测定装置，然后介绍其测定方法。
图1表示本发明的测定装置中的一种实施方式。在图1中，本发明的测定装置具有由装有浸泡基本上是透明体的石英玻璃构成的预制棒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背后的图象4、拍摄穿过预制棒1的图象4的信息的摄影装置5构成的光学系统；折射率整合液槽3、图象4以及摄影装置5，隔着预制棒1分别配置在同一光轴上。
该摄影装置5安装在移动平台6上，移动平台6可在承载台7上朝箭头所示方向移动，以便调整与预制棒的距离。此外，摄影装置5上安装了视野扩大镜头8。视野扩大镜头可使用可连续性扩大视野的所谓变焦镜头，也可将多个镜头组合使用。
上述图象4可使用诸如直角三角形及等腰三角形等图案的黑白二值的图象等。而且，穿过内部具有折射率分布的预制棒1的图象4的图案，按照不同的折射率分布，以失真状态到达摄影装置5。根据该失真量求取偏转函数，通过对该值的解析测定出预制棒1的折射率分布。关于具体的测定方式，可用专利文献3中所述的方法。而折射率整合液是为了减少因预制棒1与空气的折射率差造成的损耗，使测定精度进一步提高而使用的。
下面就本发明的测定方法，介绍一种实施方式。在本发明中，当采用上述测定装置，测定预制棒1在摄影装置5视野内的折射率分布时，应使移动平台6上的摄影装置5在承载台7上移动，朝预制棒1靠近，直到可获得最佳析象度的大小的距离为止。由于这样可使到达摄影装置5的失真量信息增加，析象度上升，因而可测定出更为详细的折射率分布。
图2示出摄影装置5的视野内的预制棒1的位置，(a)为预制棒1开始时的位置，(b)为摄影装置5朝预制棒1靠近，到达可获得足够的析象度大小为止的例示。而且与图1相同的部分采用了同样的标号。
当测定预制棒1在摄影装置5的视野内的折射率分布时，要想获得最佳析象度不仅可将摄影装置5靠近，当使用可连续性扩大视野的变焦镜头，测定预制棒1的折射率分布时，还可通过调整镜头，获得最佳析象度的大小。此外，还可通过组合多个镜头扩大视野进行测定。此种情况下，虽然不移动摄影装置5的位置同样可进行测定，但也可以组合使用移动摄影装置5的位置与使用上述镜头获得测定所需的析象度。也就是说，为了达到本发明的目的，可采用最佳方法。
图3是根据采用现用的固定式摄影装置与采用本发明的方法得到的图象信息绘制出的曲线图。图3(a)为现用的固定式的测定结果，图3(b)是采用本发明获得的测定结果。从图3(b)中的采用本发明的测定方法获得的结果可知，与现用的方法相比，曲线点达到二倍以上，可获得很高的析象度，能进行更为精细的折射率分布测定。
而且，若采用本发明的测定方法，即使预制棒的直径每次测定均不同，也可通过调整预制棒的大小获得最佳析象度，同时由于即使在只想测定预制棒的某个特定部位的情况下，也能只把该部分放大，因而大大增加了测定的自由度。
此外，在本实施方式中虽然举的是由石英玻璃构成的预制棒的例子，但只要是内部具有折射率分布的透明体均可适用本发明，例如即使是透明塑料也完全可以测定。
若采用本发明的透明体的折射率分布测定方法及测定装置，由于在利用图象失真测定透明体的折射率分布时，可通过移动摄影装置或安装视野扩大镜头调整摄影装置的视野内的透明体的大小，因而不论透明体的大小如何，以及想要测定某个特定部位的情况下，均可获得很高的析象度，高精度地测定出透明体的折射率分布。
权利要求
1.一种用于透明体的折射率分布测定方法，该透明体内部具有折射率分布，其特征在于将图象配置到浸泡在装有折射率整合液的折射率整合液槽中的透明体背后，使上述透明体及图象处于同一光轴，通过隔着上述透明体，配置在上述图象相反侧的摄影装置，测定上述图象穿过上述透明体的失真，分析该测定结果，测定上述透明体的折射率分布，其中，处于上述摄影装置视野内的上述透明体的大小设定为可调整。
2.根据权利要求1所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述透明体的大小的调整是通过调整上述摄象装置与上述透明体之间的距离进行调整。
3.根据权利要求1所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述透明体的大小的调整是通过安装在上述摄影装置上的视野扩大镜头进行调整。
4.根据权利要求3所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述视野扩大镜头是可连续地扩大视野的变焦镜头。
5.根据权利要求3所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述视野扩大镜头是由多个透镜组合而成的。
6.根据权利要求1所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述透明体的大小的调整是通过组合使用调整上述摄影装置与上述透明体的距离以及使用安装在上述摄影装置上的视野扩大镜头进行调整。
7.根据权利要求2或6所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述透明体的大小的调整是通过将上述摄影装置承载到可调整与上述透明体的距离的移动平台上进行调整。
8.一种用于透明体的折射率分布测定装置，该透明体内部具有折射率分布，其特征在于包括光学系统，该光学系统由配置在同一光轴上的图象；装有用来浸泡透明体的折射率整合液的折射率整合液槽；隔着上述透明体，配置于上述图象相反侧，用于测定通过上述透明体的上述图象的失真的摄影装置构成，其中，上述摄影装置具有可调整其视野内的上述透明体大小的装置。
9.根据权利要求8所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于可调整上述摄影装置视野内的上述透明体大小的装置是将上述摄影装置安装为可在上述光轴上移动的设备。
10.根据权利要求8所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于可调整上述摄影装置视野内的上述透明体大小的装置，是在上述摄影装置上安装的视野扩大镜头。
11.根据权利要求10所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于上述视野扩大镜头是可连续扩大视野的变焦镜头。
12.根据权利要求10所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于上述视野扩大镜头是由多个透镜组合而成的。
13.根据权利要求8所述的透明体的折射率分布测定装置，其特征在于可调整上述摄影装置视野内的上述透明体大小的装置是组合使用将上述摄影装置安装为可在上述光轴上移动的设备以及在上述摄影装置上安装的视野扩大镜头的设备。
全文摘要
当采用摄影装置5拍摄配置在预制棒1背后的图象4的信息，测定预制棒1的折射率分布时，将摄影装置的视野内的预制棒1的大小设定为可调整。预制棒1的大小调整可用移动摄影装置5，在摄影装置5上安装扩大视野的镜头进行。由于无论预制棒有多么大，以及希望测定预制棒的某个特定部位时，均可将摄影装置的视野内的预制棒的大小调整到获得最佳析象度，因而与现有方法相比，可高精度地测定出预制棒的折射率分布。
文档编号G01N21/41GK1493866SQ03159489
公开日2004年5月5日 申请日期2003年9月27日 优先权日2002年10月7日
发明者佐佐木一正, 森永次郎, 山本岳彦, 彦, 郎 申请人:佐佐木一正, 昭和电线电缆株式会社