专利名称：透明体的折射率分布测定方法
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。
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法制作成料棒(光纤原料)，然后再按照需要将其拉伸，制作成所需直径的光纤维。料棒由折射率高的棒心和围绕在四周，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，通常都在料棒状态下进行测定，其方法之一是在浸泡在折射率整合液中的料棒的背后配置图象，根据穿过料棒观察该图象时的失真量来测定其折射率分布。该方法已由本专利申请人等提出(参照专利文献1)。
专利文献1特开2000-121499号公报然而，上述现有的技术存在着下述仍需解决的课题。也就是说，当采用在浸泡在折射率整合液中的料棒背后配置图象，根据穿过该料棒观察该图象时的失真量测定折射率分布的方法时，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，但是，由上述图象、折射率整合液槽、折射率整合液以及摄影装置构成的光学系统原先具有的失真量及光衰减量会影响到测定结果，使料棒的折射率分布的测定结果中可能含有误差。
当采用现有的根据有图象的失真，测定折射率分布的情况下，例如在黑白2值图象中，判定白与黑的界线时，将白(最为明亮的部分)和黑(无光的部分)之间划分为255个深淡等级，将其间预先规定的值(例如将255个等级中的第160个的明亮处作为黑白分界线。但是，有时由于光学系统出现污垢以及料棒的状态等原因光被衰减。最明亮的白的值出现变化。当出现这种白值变化时，因黑值并无变化，因而实际的分界线就会出现位移。然而由于分界线的位置是预先确定的，结果却变为错误的值，由此造成误差。
现在测定料棒的折射率分布时一般不考虑上述影响，因而在测定结果出现异常时，并不清楚这种异常是因为料棒自身不正常造成的呢还是因为光学系统异常造成的，而一概归结为料棒异常。
发明内容
本发明的目的是提供一种通过测定透明体的折射率分布时，修正光学系统具有的失真量，准确测定透明体折射率分布的方法。
为了解决上述课题，本发明采用下述构成。即本发明的折射率分布测定方法为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的背后，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穿过上述透明体的上述图象的失真。该方法的特征在于测定上述透明体的折射率分布之前，先测定出由上述图象、折射率整合液槽，折射率整合液以及摄影装置构成的光学系统的失真量以及/或者光衰减量，继而在测定上述透明体的折射率分布之后，用上述光学系统的失真量以及/或者光衰减量进行修正。
具体而言，光学系统的失真量的测定，最好在不将透明体浸泡在折射率整合液中的状态下进行。此外，在测定光学系统的失真量时，最好进行温度修正。光学系统的光衰减量的测定最好将透明体浸泡在折射率整合液中后进行，最好测定出光量的最大值、最小值以及至少一点以上的中间值。此外，当测定光学系统的光衰减量时，最好根据应求取折射率分布的透明体中包含的添加物的数量，调整测定光学系统的光衰减量所需的光量。在此情况下，光量的调整，最好采用调整图象的照明光源的亮度、使用摄影装置的光圈或使用滤光片，其中的一种方法或者组合使用上述方法。此外，当测定光学系统的失真量以及/或者光衰减量时，在各自的值偏离预先规定的基准的情况下，可中止测定，进行光学系统的修正。
图1是本发明的折射率分布测定装置的光学系统的一种实施方式的说明图。
图2是光学系统的失真量的例示图。
图中标号说明1、图象，2、折射率整合液，3、折射率整合液槽，4、图象摄影装置，5、光源，8、料棒具体实施方式
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。
图1是表示本发明的测定方法的一种实施方式的俯视图。图1之中(a)表示本发明的测定方法中使用的光学系统。本发明使用的光学系统基本上由图象1、装折射率整合液(匹配油)2的折射率整合液槽3、摄影装置4构成，上述各构成件均配置在同一光轴上。而且在图象1的背后设有用来给图象照明的光源5，在摄影装置4之中的镜头6的部分装有光圈以及滤光片，而且折射率整合液槽3为使图象1的信息能到达摄影装置4，最好采用透明材料制作，或者至少在从图象1到摄影装置4的光轴上，在测定透明体的折射率分布所需的范围内采用透明材料制作透光窗7。在此，是为了减少求取折射率分布的透明体与其周围空气的折射率引起的误差，使测定精度进一步提高才使用折射率整合液的。而用来测定折射率分布的具体测定实施方式，可采用专利文献1中所述的方法。
在此种光学系统之中，构成折射率整合液2、折射率整合液槽3的透光窗7的材料、镜头6等为首的摄影装置4内的各构成部位等处，本来就存在失真量。因此，将图象1的信息通过上述各部位后的失真量作为光学系统的失真量预先进行测定。然后如图1(b)所示，再将透明体，例如由石英玻璃构成的料棒8浸泡到折射率整合液2中，利用摄影装置4测定通过该料棒8的图象1的失真量。这样做之后，从通过料棒8后的失真量中减去预先求出的光学系统的失真量数值，即可求出料棒8的真正的折射率分布。这时，最好预先测定光学系统的环境温度以及折射率整合液2的温度，并进行温度修正。折射率整合液2的温度测定当然最好在每次测定料棒8的折射率分布时进行，但也可以预先测定出折射率整合液在各种温度下的值，这样一来，就不必在每次测定料棒8的折射率分布时进行折射率整合液2的温度测定，使测定变得更为简便。
图2示出采用本发明的方法求出的光学系统的失真量的一例。在该图之中，横轴表示摄影装置的受光元件的位置，在本实施方式中采用1280个象素的摄影装置。纵轴表示采用摄影装置拍摄图象时，图象产生了多大的失真，即产生了多大的偏移，与中心线(0线)一致时表示无失真状态。图中使用的单位横轴、纵轴均为象素。将该失真量从求出的料棒8的折射率分布的失真量中扣除，即可求出料棒真正的折射率分布。
下面介绍光学系统的光衰减量的测定方法。首先将图象照明，使之处于最亮状态测定其等级值(光量)，然后关闭照明，在黑暗状态下测定其等级值(光量)。进而至少测定出一个中间值(光量)并调查其线性，将最大值与最小值之间分割为255个深淡等级，在规定的位置上确定分界线。由于此项工作若在测定料棒的折射率分布之前进行即可决定每次的分界线，因而可防止象现在这样因分界线的位置不正确造成的测定误差。此外，当从上述求出的光衰减量未能保持光学系统的感度的线性时，最好能在测定料棒的折射率分布之前，进行感度修正来减少测定误差。此外，由于预先设定好光衰减量的基准值，当出现低于该基准值的情况时，即可设想为出现了影响光学系统测定的污垢，因而可中止料棒的折射率分布测定，待查明其原因后再进行测定，即可获得高可靠性的测定结果。
而在测定光衰减量时，由于料棒的状况，例如添加物的量(掺杂剂量)的多少不同，光量会发生变化，因而要想提高测定精度，最好将料棒浸泡在折射率整合液中进行测定。此种情况下，可根据应求取折射率分布的料棒中包含的添加物的量，调整测试光学系统的光衰减量所需的光量。光量的调整可通过调整图象的照明光源的亮度、摄影装置的光圈、滤光片等中的某一种，或组合使用上述各种方法。
此外，在本实施方式中虽然用由石英玻璃构成的料棒为例进行了介绍，但只要是内部有折射率分布的透明体，均可适用本发明，例如也可适用于测定透明塑料之类的东西。
若采用本发明的透明体的折射率分布测定方法，在利用图象的失真测定透明体的折射率分布时，由于可预先测定出进行测定的光学系统原本就具有的失真量及光衰减量，从透明体的测定值之中修正其失真量及光衰减量，因而可测定出无误差的真正的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，该方法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的折射率整合液的折射率整合液槽中透明体背后，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，测定穿过上述透明体的上述图象的失真；分析该测定结果，测定上述透明体的折射率分布，其中，在测定上述透明体的折射率分布之前，首先测定由上述图象、折射率整合液槽、折射率整合液及图象摄影装置构成的光学系统的失真量以及/或者光衰减量；继而在测定上述透明体的折射率分布之后，用上述光学系统的失真量以及/或者光衰减量进行修正。
2.根据权利要求1所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述光学系统的失真量的测定，在不把上述透明体浸泡在上述折射率整合液中的状态下进行。
3.根据权利要求2所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于在测定上述光学系统的失真量时进行温度修正。
4.根据权利要求1所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述光学系统的光衰减量的测定是将上述透明体浸泡在上述折射率整合液中进行的。
5.根据权利要求4所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述光学系统的光衰减量的测定，是测定出光量的最大值、最小值以及至少一点以上的中间值。
6.根据权利要求4或5所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于在测定上述光学系统的光衰减量时，根据应求取折射率分布的透明体中所包含的添加物的数量，调整测定上述光学系统的光衰减量所需的光量。
7.根据权利要求6所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于上述光量的调整，采用调整上述图象的照明光源的亮度、使用上述摄影装置的光圈或滤光片中之一的方法或这些方法的组合而进行的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的透明体的折射率分布测定方法，其特征在于在测定上述光学系统的的失真量以及/或者光衰减量时，当各值偏离预先规定的基准值时中止该测定，进行光学系统的修正。
全文摘要
一种用于透明体的折射率分布测定方法，当利用摄影装置4拍摄配置在料棒8背后的图象1的信息，测定料棒8的折射率分布时，通过预先测定由图象1、折射率整合液2、折射率整合液槽3、摄影装置4构成的光学系统本来具有的失真量及光衰减量，修正料棒8的测定值。从而可测定出没有由光学系统造成的误差的真正的透明体的折射率分布。
文档编号G01N21/41GK1497253SQ0315949
公开日2004年5月19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