(57)【要約】  位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定するための装置は、少なくとも１つのファイバ光カプラに直列接続された少なくとも１つの光源を含み、そのファイバ光カプラのアームの１つが参照用アームの一部を構成し、そのファイバ光カプラの第２のアームが当該装置の測定用アームの一部を構成し、当該装置の少なくとも１つのアーム上に少なくとも１つの電動リニアステージが取り付けられており、当該装置のアームの少なくとも１つが、少なくとも１つの検出器に、直接、または追加のファイバ光カプラを介して接続されており、少なくとも１つのコリメータが、当該装置のアームの少なくとも１つ中に、少なくとも位相素子の前段に配されている。本発明に係る装置を利用して、位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、少なくとも２段階で行われ、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラ（２．１）において、２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割され、さらに、電動リニアステージ（６）は、特定のファイバ光カプラアーム間における光路差ゼロが得られるまで、そのステージ（６）の位置に関する情報を記録しながら移動する。コリメータ（３．２）および（４．２）を通過した後、ファイバ光カプラ（２．２）において干渉が生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間遅延で収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進み、その正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）とコリメータ（３．２）との間の位置に挿入され、その後、電動リニアステージをスライドさせながら、光路差ゼロを生成する位置が特定され、較正測定および位相素子を伴う正規の測定における等価な光路の位置の差異に基づいて、かつレンズの材料であるガラスの既知の屈折率に基づいて、位相素子の厚さが特定される。
2018534547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定するための装置であって、少なくとも１つのファイバ光カプラに直列接続された少なくとも１つの光源を含み、該ファイバ光カプラのアームの１つが参照用アームの一部を構成し、該ファイバ光カプラの第２のアームが当該装置の測定用アームの一部を構成し、当該装置の少なくとも１つのアーム上に少なくとも１つの電動リニアステージが取り付けられており、当該装置のアームの少なくとも１つが、少なくとも１つの検出器に、直接、または追加のファイバ光カプラを介して接続されており、少なくとも１つのコリメータが、当該装置のアームの少なくとも１つ中に、少なくとも前記位相素子の前段に配されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光源が低コヒーレンス光源であることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
レンズ、平行平面板、光ファイバまたはその他の素子から選択された、モデル位相素子が、前記参照用アーム内に取り付けられることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記検出器がフォトダイオードであることを特徴とする、請求項１から３いずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、該入力ファイバ光カプラを含む該光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に前記位相素子が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含み、当該装置の前記参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、該入力ファイバ光カプラを含む該光ファイバの終端に配されたコリメータと、自由空間と、出力光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータであって、電動リニアステージ上に取り付けられたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含み、複数の前記コリメータのうちの１つは、電動リニアステージ上に取り付けられていることを特徴とする、請求項１から４いずれか１項記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つの光源が、前記入力ファイバ光カプラに接続され、前記測定用アームおよび前記参照用アームの一部を含む該入力ファイバ光カプラの複数の光ファイバは、複数のコリメータにより終端され、該コリメータのうちの１つは電動リニアステージに接続され、検出器に接続された１つのファイバ光カプラが、前記測定用アームおよび前記参照用アームの他方の側に接続され、測定を実施する段において、測定対象の位相素子が、前記測定用アームの領域内に取り付けられることを特徴とする、請求項１から５いずれか１項記載の装置。
【請求項７】
測定対象の前記位相素子、とりわけ測定対象のレンズは、前記測定用アームの前記自由空間内において、前記入力ファイバ光カプラを含む前記光ファイバの終端に配された前記コリメータの後段、かつ前記電動リニアステージをサポートする前記コリメータの前段に配され、前記入力ファイバ光カプラを含む光ファイバであって、コリメータにより終端されていない光ファイバは、前記出力ファイバ光カプラを含む光ファイバであって、コリメータにより終端されていない光ファイバに、直接、または他の光ファイバを介して接続されていることを特徴とする、請求項１から５いずれか１項記載の装置。
【請求項８】
高分散光ファイバ（１１）が、前記ファイバ光カプラ（（２．１）および（２．２））を含む光ファイバに接続されており、該接続が、ファイバ接続または突合せ結合またはその他の方法により行われており、当該装置の前記第２のアームが、前記高分散光ファイバ（１１）に対して並列配置された、前記コリメータ（３．１）と、互いに直列接続され前記電動リニアステージ（６）上に配されたコリメータ（３．２）とを含んでおり、前記高分散光ファイバ（１１）および前記コリメータ系（（３．１）および（３．２））は、検出器（７．１）に接続された前記ファイバ光カプラ（２．２）に接続されていることを特徴とする、請求項１から５いずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記電動リニアステージをサポートする前記コリメータは、測定対象の前記位相素子、とりわけ測定対象の前記レンズとは、異なるアーム内に配されていることを特徴とする、請求項７または８記載の装置。
【請求項１０】
前記低コヒーレンス光源とは別に、第２のコヒーレント光源であって、前記第１の光源に対して当該装置に交差状に接続された第２のコヒーレント光源が使用され、前記低コヒーレンス光源からの出力信号は、前記入力ファイバ光カプラを介して、前記参照用アームおよび前記測定用アームに向けられ、その後、接続された前記出力ファイバ光カプラを介して前記検出器に到達し、前記第２のコヒーレント光源は、前記出力ファイバ光カプラを含む第２の光ファイバに接続され、該出力ファイバ光カプラから、出力信号および前記測定用アームを介して、前記入力ファイバ光カプラおよび第２の検出器へと、信号が向けられることを特徴とする、請求項１から９いずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
１つの光源が、前記入力ファイバ光カプラに接続され、前記測定用アームおよび前記参照用アームの一部を含む前記入力ファイバ光カプラの複数の光ファイバは、複数のコリメータにより終端され、該コリメータのうちの１つは、ミラーが接続された電動リニアステージに接続され、正規の測定を実施する段において、位相素子が、前記測定用アームの領域内に取り付けられることを特徴とする、請求項１から５いずれか１項記載の装置。
【請求項１２】
測定対象の前記位相素子の後方に、ミラーが配されていることを特徴とする、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記低コヒーレンス光源が、ＳＬＥＤ、ＬＥＤ、スーパーコンティニウム光源、低コヒーレンスレーザ、およびスペクトル幅が少なくとも数ナノメートルであるような他の光源から、選択された光源であることを特徴とする、請求項１から１２いずれか１項記載の装置。
【請求項１４】
前記電動リニアステージが、少なくとも１つの軸に沿って移動し、前記位相素子の前記ハンドルは、３つの軸に沿って動き、該３つの軸のいずれの周りにも回転を可能としていることを特徴とする、請求項１から１３いずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
請求項１から１４いずれか１項記載の装置を用いて、前記位相素子の前記パラメータおよび光ファイバの前記分散を測定する方法であって、
当該方法は２段階の方法であり、第１段階は前記装置の較正を担い、第２段階が正規の測定であり、
前記装置の較正中においては、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの光が、前記ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、該ファイバ光カプラ（２．１）において、２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割され、さらに、前記電動リニアステージ（６）は、特定のファイバ光カプラアーム間における光路差ゼロが得られるまで、該ステージ（６）の位置に関する情報を記録しながら移動し、インターフェログラムが、光検出器、とりわけフォトダイオードによって、時間遅延で収集され、
前記装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進み、該正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、前記装置の前記測定用アーム内に挿入され、その後、前記電動リニアステージをスライドさせながら、光路差ゼロを生成する位置が特定され、較正測定および正規の測定における等価な光路の位置の差異に基づいて、前記位相素子の選択されたパラメータが特定されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記装置の反射型の構成において、前記較正のための測定と前記正規の測定とが、一度のスキャン処理中で実行されることを特徴とする、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
測定中において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、その後、該ファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと前記信号が伝搬し、前記測定用アーム内の前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、位相素子（レンズ（５．１））へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、また、前記コリメータ（４．１）を出た後の光は、前記第２のアーム内のコリメータ（４．２）を照射し、該コリメータ（４．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、複数のコリメータ（（３．２）および（４．２））からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項１８】
前記低コヒーレンス光源とは別に、第２のコヒーレント光源が使用される場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラ（２．１）を含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、また、前記コリメータ（４．１）を出た後の光は、前記第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達し、該コリメータ（４．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、複数のコリメータ（（３．２）および（４．２））からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられ、
系の他方の側では、前記コヒーレント光源（１．２）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．２）および（４．２））へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．２）を出た後の光は、前記測定用アーム内のレンズ（５．１）へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、その後、前記第２のアーム内のコリメータ（４．１）へと向けられ、該コリメータ（４．１）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．１）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．２）へと向けられる、
ことを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項１９】
前記参照用アームに接続されたモデル位相素子を用いる場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、また、前記コリメータ（４．１）を出た後の光は、モデルレンズ（５．２）へと到達し、その後、前記第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達し、該コリメータ（４．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、複数のコリメータ（（３．２）および（４．２））からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２０】
前記位相素子の曲面を測定する場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラ（２．１）を含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の位相素子（片面が平面であるレンズ（５．３））へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、前記レンズ（５．３）は、Ｘ軸およびＹ軸に沿って該レンズが動くことを可能とする系（８）に取り付けられており、また、前記コリメータ（４．１）を出た後の光は、前記第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達し、該コリメータ（４．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、複数のコリメータ（（３．２）および（４．２））からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２１】
屈折率を測定する場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラ（２．１）を含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の平行平面板（５．４）へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、前記平行平面板（５．４）は、該平行平面板（５．４）が予め設定された角度で回転することを可能とする系（９）に取り付けられており、また、前記コリメータ（４．１）を出た後の光は、前記第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達し、該コリメータ（４．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、複数のコリメータ（（３．２）および（４．２））からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２２】
前記ファイバ光カプラの１つのアーム内（前記測定用アーム内）のみにコリメータが取り付けられた構成で測定を行う場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラ（２．１）を含む光ファイバから、コリメータ（３．１）へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へと向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられ、該コリメータ（３．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、また、前記ファイバ光カプラ（２．１）を出た後の光は、前記参照用アームを含む光ファイバによって、第２のファイバ光カプラ（２．２）へと伝搬させられ、前記測定用アームおよび前記参照用アームからの信号は、前記ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、該ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、該ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２３】
反射型構成の系を用いる場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラ（２．１）を含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へと向けられ、その後、ミラー（１０．１）により反射され、前記レンズ（５．１）およびコリメータを通って、前記ファイバ光カプラ（２．１）の方向へと戻され、前記検出器（７．１）へと向けられ、またその後、前記コリメータ（４．１）に向けられた光は、ミラー（１０．１）へと向けられ、該ミラー（１０．１）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、前記ファイバ光カプラ（２．１）を出た後の光は、前記検出器（７．１）へと伝搬されることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２４】
前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、その後、該ファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（（３．１）および（４．１））へと前記信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、前記測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へと向けられ、その後、前記位相素子の２つの表面により反射され、前記レンズ（５．１）およびコリメータを通って、前記ファイバ光カプラ（２．１）の方向へと戻され、前記検出器（７．１）へと向けられ、また、前記コリメータ（４．１）に向けられた光は、その後、ミラー（１０．１）へと向けられ、該ミラー（１０．１）の位置は、前記電動リニアステージ（６）のシフトに依存し、前記ファイバ光カプラ（２．１）を出た後の光は、前記検出器（７．１）へと伝搬されることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項２５】
前記ファイバ光カプラの１つのアーム内（前記参照用アーム内）のみにコリメータが取り付けられた構成で測定を行う場合において、前記低コヒーレンス光源（１．１）からの信号が、前記ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、該ファイバ光カプラ（２．１）を含む複数の光ファイバから、高分散値を有する光ファイバ（１１）およびコリメータ（３．１）へと信号が伝搬し、前記コリメータ（３．１）を出た後の光は、コリメータ（３．２）へと向けられ、該コリメータ（３．２）の位置は、前記電動リニアステージ（６）により調節され、前記光ファイバ（１１）からの信号および前記コリメータ（３．２）を出た信号は、前記ファイバ光カプラ（２．２）において干渉し、その後、前記検出器（７．１）へと向けられることを特徴とする、請求項１５または１６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の主題は、位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置および方法である。位相素子は、これに限定されるものではないがレンズを含むものであり、位相素子のパラメータとは、とりわけ屈折率および厚さである。本発明の装置および方法は、白色光干渉（低コヒーレンス干渉）を応用したものである。本発明の装置および方法は、分散の測定にも応用でき、とりわけ分散補償光ファイバ、すなわち遠隔通信に用いられる標準的な光ファイバと比較してかなり高い（絶対）分散値により特徴付けられる光ファイバの、分散の測定に応用できる。
【背景技術】
【０００２】
技術的な実践により、位相素子の屈折率や厚さを含む、位相素子のパラメータの測定方法として、様々な物理現象または効果を応用した方法がいくつか規定されている。接触型の方法としては、インジケータを用いた測定、多数の点の群を収集することにより、厚さを含む位相素子のプロファイルに関する情報を生成する、座標測定機（ＣＭＭ）を用いた測定、および最も単純なものとしてキャリパー測定が知られている。既知の接触型の方法は、干渉法、偏光解析法、およびＡＴＲ（減衰全反射ならびに内部反射）ベースの方法（減衰全反射赤外分光法）を含む。
【０００３】
位相素子のパラメータの測定における課題の１つは、測定機器の機械部品で位相素子の表面に接触することなく、位相素子のパラメータにつき最大限の精確な特定を行う点にある。接触型の方法は、検査対象素子およびその表面の損傷、とりわけ物理的な損傷をもたらす可能性があり、また位相素子と測定ユニットとの双方の精確な組立てが必要となるが、これは工業条件下では非常に困難である。さらに重要な点として、よく知られた接触型の方法は、検査室測定の場合を除き、大きな曲率半径を有する凹レンズの測定には特化しておらず、高精度の設備機器を購入するのに必要であろう費用は、生産ライン全体の価格を超えることが多い。
【０００４】
非特許文献１には、共焦点系内の位相素子の屈折率および厚さを特定する方法が記載されている。この技術は、レイ・トレーシング法を応用している。光線は、レンズを通過した後、位相素子の第１の検査対象表面の中心点に集光され、その後ミラーに向けて方向転換させられる。レンズは、位相素子の検査対象表面に対して移動させられる。レンズの焦点距離に対して変化する位相素子の位置に従って、焦点曲線のピークの値が調べられる。検出器に向けられた後、信号は計算アルゴリズムによって処理される。測定実施前に、系のアラインメントが取られ、アラインメントの精度が測定の精度を決定する。信号は、立方体状のビームスプリッタによって、測定系に投入される。バルク状の光学素子（この場合は立方体状のビームスプリッタ）の利用は、素子の移動または埃付着の可能性のため、系のアラインメントずれの危険性を増大させる。
【０００５】
レイ・トレーシング法は、非特許文献２の著者らによっても説明されており、この文献では、著者らは共焦点系を応用している。非特許文献１とは対照的に、この方法は、第２の検出器の使用を必然的に伴う差分測定の適用からなる、系の変更を前提としている。かかる測定は、一方ではより精確であるが、他方ではより長い測定期間と計算労力とを必要とする。
【０００６】
非特許文献３には、低コヒーレンス光源を利用したコンタクトレンズの厚さ測定方法が記載されている。この方法では、マッハ−ツェンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）干渉計およびＳＩＳＡＭ相関器系という２つの干渉計からなる系に光線が向けられ、後者は、「interferential spectrometer by selection of amplitude modulation（振幅変調の選択による干渉型分光計）」との２つの語の頭字語であり、これは、２つの回折格子、ビームスプリッタ、レンズ、および信号検出のためのＣＣＤカメラからなる。この方法の１つの本質的な利点は、非接触型であるという点であるが、分散の影響を排除するために、複雑な数学的アルゴリズムの適用を必要とする。この系は、複数ミラーおよび複数の素子の組を使用するという点により特徴付けられるが、より多数の素子を使用することは、より高い出力パワーを有する光源の利用を必要とする。基本的に、系内の素子数を増やすことは、費用を増大させ、ビームをデフォルトの経路上に維持するのに悪影響を与えるようなシフトの危険性を増大させる。系の精度は、利用されるカメラの解像度によっても決定される。
【０００７】
別のよく知られた測定技術は、非特許文献４に詳述されているように、白色光干渉法（低コヒーレンス干渉法）と共焦点測定技術とを組み合わせて用いる。この方法では、干渉法のためのビーム分割は、立方体状のビームスプリッタにおいて行われる。レンズの屈折率および厚さの測定は、２つの系の応用を必要とする。
【０００８】
特許文献１には、ボルメトリック光学を応用した、レンズ（とりわけ眼鏡用の矯正レンズ）の厚さを測定するための装置および非接触型の方法が記載されている。この系の動作原理は、ＣＣＤマトリクスを有するカメラを含む撮像系を用いたデータ収集に基づいている。測定完了後、位相素子は、専用のハンドルで転回させられなくてはならない。画像処理法を用いて、測定対象の位相素子の３次元イメージを得ることが可能である。
【０００９】
特許文献２には、製造中において金型／レンズを測定する方法が記載されている。この方法は、ボルメトリック光学を応用した干渉法測定の利用に基づいている。
【００１０】
特許文献３は、透明素子を通過するビームの焦点距離をシフトさせることにより、その透明素子の厚さを測定する装置および方法を提案しており、厚さは、スネルの法則に従って特定される。この装置は、測定対象の物体の表面に光を集光するカメラを含む。この方法を用いれば、高い精度を実現することができる。この方法は、内部において光学パワーが生じるレンズを測定するのには特化されていない。なぜならば、かかる光学パワーの存在は、少量のシフト、すなわち測定歪みの可能性を生じさせるためである。
【００１１】
特許文献４は、白色光干渉およびコヒーレント光干渉を応用した、位相素子の中央厚さの測定に関する記述を含んでいる。光学距離の変更は、圧電素子を用いて行われる。さらに、この方法は、シャックハルトマンセンサを応用した通過光の波面の測定を利用している。たとえば焦点距離等、位相素子の他のパラメータは、波面に基づいて計算される。この測定方法の実施は、３つの光源の使用を必要とする。装置は、干渉計のアーム間の光路を変更するのに使用される圧電素子上に巻回された、光ファイバを利用している。
【００１２】
技術的な実践により、位相速度の分散（以下、分散）の測定の問題、とりわけ光ファイバの分散の測定の問題が規定されている。このパラメータの測定は、遠隔通信ラインにおけるピーク拡張を補償する技術の発展において鍵となる。ファイバの補償性が高いほど（分散の絶対値が大きいほど）、入力信号を再生成するために遠隔通信ライン上で確立されるべき長さは短くなる。
【００１３】
光ファイバの分散を測定するための系の一例は、とりわけ非特許文献５に記載されている。この例では、マイケルソン干渉計の構成での白色光干渉法の応用のため、高い精度を得ることが可能であるが、測定対象の光ファイバと参照用光ファイバ（この方法の場合には、たとえば標準的な単モード光ファイバであり、たとえばコーニング社のＳＭＦ−２８）との間において比較的小さな色分散値の差が生じることに起因して、測定範囲が限定される。実用上、このことは、マイナス数十ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）よりも大きな分散は、測定できないことを意味する。分散補償光ファイバにおける負の分散のため、この特許において「より高い分散」との表現が出現した際には、その表現は常に、絶対値がより高い値であることを示す。たとえば、−１００ ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散は、−１８ ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散よりも大きいとする。
【００１４】
光ファイバの分散を測定する別の方法は、とりわけ分散の定義の直接的な応用に基づいており、それは波長の関数としての時間遅延の測定または指定された距離におけるパルス拡幅の測定である。かかる測定方法を用いると、小さな分散を有する光ファイバが、光ファイバの大部分を実施する。翻って、大きな分散を有する光ファイバの場合、小さな距離においてピーク拡幅が観測される場合には、それらの光ファイバの減衰特性に関し問題が生じる。かかる光ファイバは、通常、軟質ガラスから作られており、そのため、数ｄＢ／ｍの損失を有する。結果として、ファイバの複数の小さな部分を用いて信号を測定できることとなり、数十ｃｍの複数の断片を利用する場合、測定系内において光ファイバ断片を組み立てることは、困難であるか、不可能でさえある。測定対象の光ファイバを短くしすぎることは、ピーク拡幅の観測可能性に悪影響を与える。
【００１５】
特許文献５には、群速度の分散を測定する方法が記載されている。この測定方法は、所与の分散媒体内において各波長が異なる伝搬時間を有するという事実を利用しており、測定は、測定対象の光ファイバおよび参照用光ファイバを通る光の伝搬時間の測定にある。カスケード接続された複数のダイオードレーザが光源として利用され（あるいは、構成によっては複数のＬＥＤダイオード）、発生される波が可変長とされるため、両方の光ファイバにおいて波長を変化させることが可能となる。スペクトルの関数としてのビームの伝搬時間をスキャンすることにより、群速度の分散が得られる。
【００１６】
特許文献６には、（距離の関数としての）長手方向の分散の測定が記載されており、これは、この分散測定方法を用いた場合、波長の関数として行われる。この方法は、損失に起因した光ファイバの長さの制限が存在しない、伝統的な遠隔通信用ファイバの測定に特化した方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第７４３３０２７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０００２３３１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１３／０２７８７５６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２０１４／０２５３９０７号明細書
【特許文献５】米国特許第４７９９７８９号明細書
【特許文献６】国際公開第２００６／１１８９１１号
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Yun Wang、Lirong Qiu、Jiamiao Yang、Weiqian Zhao、「Measurement of the refractive index and thickness for lens by confocal technique（共焦点技術によるレンズの屈折率および厚さの測定）」、Optik - International Journal for Light and Electron Optics、２０１３年
【非特許文献２】Yun Wang、Lirong Qiu、Yanxing Song、Weiqian Zhao、「Laser differential confocal lens thickness measurement（レーザ差分共焦点レンズ厚さ測定）」、Measurement Schience and Technology、２０１２年
【非特許文献３】Verrier I.、Veillas C.、Lepine T.、「Low coherence interferometry for central thickness measurement of rigid and soft contact lenses（ハードおよびソフトコンタクトレンズの中央厚さ測定のための低コヒーレンス干渉法）」、Optics Express、２００９年
【非特許文献４】Seokhan Kim、Jihoon Na、Myoung Jin Kim、Byeong Ha Lee、「Simultaneous measurement of refractive index and thickness by combining low-coherence interferometry and confocal optics（低コヒーレンス干渉法と共焦点光学系との組合せによる屈折率と厚さとの同時測定）」、Optics Express、２００８年
【非特許文献５】Z. Holdynskiら、「Experimental study of dispersion characteristics for a series of microstructured fibers for customized supercontinuum generation（カスタム化されたスーパーコンティニウムの発生のための一連のマイクロ構造化ファイバについての分散特性の実証研究）」、Optics Express、２０１３年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、本発明の取組みの目的は、位相素子のパラメータ（たとえば屈折率および厚さ）の工業的な測定を実施できる可能性を担保する、系を開発することにあった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
製造される位相素子の品質コントロールの一部をなす工業的な要件の１つは、とりわけそれらの位相素子の厚さのコントロールである。よく知られた系の大多数は、この分野において極めて良好なパラメータを達成し、数μｍの精度、あるいは１μｍの何分の一かの精度でさえも、測定を実行できる可能性がある。そのような測定の精度が比較的満足されている限りにおいて、測定系の構造はコンパクトではなく、かかる測定系の動作は研究室での使用のみを実施する。かかる系によりもたらされる別の障害としては、極めて有能な操作者をあてがう必要があるという点が挙げられる。測定精度を１μｍ未満まで高めるだけでなく、快適性の低い工業条件下においてもコンパクトかつ快適な制御測定を可能とする、非接触型かつ非破壊型の測定を保障する本願発明に係る装置によれば、これらの問題は排除される。本発明において自動測定に課される期待を満足するため、可能なあらゆる個所においてボルメトリック光学素子が排除され、このことは、生産ライン上での直接的な組立てを可能とする。たとえば、技術的な実践から導かれた解決策は、主として立方体状のビームスプリッタ内におけるビーム分割を前提としている。そのようなビーム分割は、相当量の測定誤差の危険性、または一般的にビーム分割と温度および機械的条件との高い相関のために測定が不可能となる危険性を課すものである。本発明に係る解決策では、この問題は、ファイバ光カプラを用いたビーム分割の利用によって解決される。そのような構成では、素子に埃が付着する可能性はなく、温度および振動がビーム分割に与える影響は顕著でないレベルである（ファイバ光カプラを移動させても、ビーム分割の有効性に対する影響はないままであり、一方、立方体状のビームスプリッタが使用される場合には、そのような移動は測定を妨害する）。さらに、ファイバ光学素子は、通常、対応のボルメトリック光学素子と比較して、安価である。ＣＣＤカメラの使用は、ビームがマトリックスに当たらない際に情報の一部が失われる可能性があることに起因する不確実性を、常にもたらすものであるが、本発明に係るシステムは、ＣＣＤカメラを含んでいない。本発明に係る解決策では、受光側のファイバ光コネクタは、測定の全期間中に亘ってヘッドユニットの内部に固定されている。低コヒーレンス光源を利用する場合、測定対象の素子の分散は、測定結果に影響を与える。この測定原理の応用のおかげで、系を自動測定に適合させることが可能となり、一方で、系の構築のためのコストは、本特許において引用した例と比較してかなり低くされる。
【００２１】
さらに、本発明の目的は、遠隔通信用途において強く望まれているような、光ファイバ、とりわけ分散補償光ファイバの、位相速度の分散を測定する装置を開発することにあった。本発明の１つの有用な実施形態では、分散補償光ファイバの位相速度の分散を測定することが可能である。技術的な実践（とりわけ干渉法を応用している技術的実践）からよく知られているような位相分散の測定に使用される系の一部は、（絶対値で）数十ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）を超えるような分散を示す光ファイバには使用できない。本発明に係る系を利用すれば、絶対値が極めて大きい分散値についてさえも、制限のない測定を行うことが可能である。
【００２２】
本発明に係る位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、少なくとも１つのファイバ光カプラに直列接続された少なくとも１つの光源（好ましくは低コヒーレンス光源）を含むものであり、そのファイバ光カプラのアームの１つが参照用アームの一部を構成し、同ファイバ光カプラの第２のアームが当該装置の測定用アームの一部を構成し、当該装置の少なくとも１つのアーム上に少なくとも１つの電動リニアステージが取り付けられており、当該装置のアームの少なくとも１つが、少なくとも１つの検出器（好ましくはフォトダイオード）に、直接、または追加のファイバ光カプラを介して接続されており、少なくとも１つのコリメータが、当該装置のアームの少なくとも１つ中に、少なくとも位相素子の前段に配されている。測定中において、装置は、好ましくは追加のモデル位相素子を用いて、位相素子のパラメータを特定する。
【００２３】
一方、測定対象の素子は、とりわけ、測定対象のレンズであるとみなされ、そのパラメータを特定するために測定に供されるレンズであるとみなされる。
【００２４】
本発明の有用な実施形態において、本発明に係る装置の測定用アームは、入力カプレットを含む光ファイバと、その入力カプレットを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に位相素子（好ましくはレンズ）が配置され取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００２５】
本発明の有用な実施形態において、本発明に係る装置の参照用アームは、入力カプラを含む光ファイバと、自由空間と、出力光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータとを含み、コリメータのうちの１つは、電動リニアステージ上に取り付けられる。
【００２６】
本発明に係る装置におけるアームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間の長さとに分けられる。
【００２７】
少なくとも１つの光源が入力カプラに接続され、その測定用アームと参照用アームとを含む複数の光ファイバは、複数のコリメータにより終端され、そのうちの１つは電動リニアステージに接続され、検出器により終端させられたファイバ光カプラが、参照用アームおよび測定用アームの他方の側に接続される。測定を実施する段においては、位相素子は、測定用光ファイバ領域内に取り付けられる。１つの有用な実施形態では、位相素子は、電動リニアステージ上に取り付けられた少なくとも１つのレンズとされる。
【００２８】
１つの有用な実施形態では、モデル位相素子（好ましくは予め規定された厚さのモデルレンズ）が、参照用アーム上に配される。
【００２９】
別の実施形態では、測定用アームの自由空間内において、入力カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータの直後、かつ電動リニアステージをサポートするコリメータの前段に、測定対象の位相素子、とりわけ測定対象のレンズが配される。入力カプラを含む光ファイバであって、コリメータにより終端されていない光ファイバは、出力カプラを含む光ファイバであって、やはりコリメータにより終端されていない光ファイバに、直接接続される。
【００３０】
加えて、電動リニアステージをサポートするコリメータが、測定対象の位相素子（とりわけ測定対象のレンズ）とは別のアーム上に配されるようになすことも可能である。
【００３１】
１つの有用な実施形態では、低コヒーレンス光源とは別に、第２のコヒーレント光源が利用される。第２のコヒーレント光源のコヒーレンス経路は、少なくとも、電動リニアステージの動作範囲と等しい。そのような例では、コヒーレント光源および低コヒーレンス光源は、装置に交差状に接続され、低コヒーレンス光源からの出力信号は、入力ファイバ光カプラを介して、参照用および測定用アームに向けられ、その後、接続された出力カプラを介して検出器に到達する。コヒーレント光源は、出力カプラを含む第２の光ファイバに接続される。光源からは、出力ファイバ光カプラおよび測定用ならびに参照用アームを介して、入力ファイバ光カプラおよび第２の検出器へと、信号が向けられる。
【００３２】
１つの有用な実施形態では、低コヒーレンス光源は、ＳＬＥＤ、ＬＥＤ、スーパーコンティニウム光源、低コヒーレンスレーザ、およびスペクトル幅が少なくとも数ナノメートルであるような他の光源から、選択された光源とされる。
【００３３】
１つの有用な実施形態では、電動リニアステージは、少なくとも１つの軸に沿って移動するように移動可能とされる。１つの有用な実施形態では、位相素子のハンドルは、３つの軸に沿って動き、それら３つの軸のいずれの周りにも回転を可能とするような態様で、移動可能とされる。
【００３４】
ファイバ光カプラを含む光ファイバは、コリメータにより終端される。
【００３５】
別の実施形態では、本発明に係る装置は、好ましくは反射型構成に従って組み立てられる。
【００３６】
１つの有用な実施形態では、本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法であり、第１段階は本発明に係る装置の較正（参照用測定）を担い、第２段階が正規の測定である。一方、反射型構成を用いた場合は、較正のための測定と正規の測定とは、一度のスキャン処理中において実行することができる。
【００３７】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源からの光は、ファイバ光カプラに向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに
分割される。
【００３８】
さらに、電動リニアステージは、光路差ゼロを実現するまで、同ステージの位置に関する情報（検出器を用いて読み取られ、インターフェログラムにより分析される）を記録しながら、スライドさせられる。干渉は、コリメータ通過後においてファイバ光カプラ内において生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間の関数として収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【００３９】
追加のコヒーレント光源を使用する場合の較正のための測定は、上述のものと同じである。追加光源（コヒーレント）から収集されるインターフェログラムは、（光路が異なることの結果として）アーム間の波長差を精確に確立することによって、測定精度を上げることを目的としている。
【００４０】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ同士の間の位置に挿入される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異に基づき、かつ位相素子の材料であるガラスの屈折率が既知であることにより、位相素子の厚さが特定される（我々は、位相素子によって導入される光路差についてはよく知っている）。
【００４１】
一方、１つの有用な実施形態では、正規の測定中において、既知のパラメータを有する位相素子が、参照用アーム中に配される。これがモデルレンズであれば、我々は厚さ、曲面および屈折率を知っていることとなる。その場合、本発明に係る装置は、モデル位相素子からのずれのみを測定することとなる。
【００４２】
測定中において、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラに向けられ、そのカプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内のレンズへ向けられ、その後、コリメータへと向けられる。また、光は、コリメータを出た後、第２のアーム内のコリメータに到達するが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。複数のコリメータからの信号は、カプラへと向けられ、そのカプラにおいてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器へと向けられる。
【００４３】
低コヒーレンス光源とは別に、第２のコヒーレント光源が使用される場合には、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、その後、そのカプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内のレンズ（５）へと向けられ、その後、コリメータへと向けられる。また、光は、コリメータを出た後、第２のアーム内のコリメータに到達するが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。複数のコリメータからの信号は、カプラへと向けられ、そのカプラにおいてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器へと向けられる。系の他方の側では、コヒーレント光源からの信号は、ファイバ光カプラを含む光ファイバのうちの１つであって、低コヒーレンス光源により生成された信号が出現しており、かつ検出器が接続されていない光ファイバに向けられ、その後、カプラを含む光ファイバから、コリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内のレンズへと向けられ、その後、コリメータへと向けられる。光は、コリメータを出た後、第２のアーム内のコリメータに到達するが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。複数のコリメータからの信号は、カプラへと向けられ、そのカプラにおいてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器へと向けられる。第２の光源（コヒーレント）が生じているおかげで、電動リニアステージの位置測定における精度を増大させることが可能となる。
【００４４】
参照用アーム内に配されたモデル位相素子を利用する場合には、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、その後、そのカプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内のレンズへと向けられ、その後、コリメータへと向けられる。また、光は、コリメータを出た後、モデルレンズへと到達し、その後、第２のアーム内のコリメータに到達するが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。複数のコリメータからの信号は、カプラへと向けられ、そのカプラにおいてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器へと向けられる。
【００４５】
位相素子の曲面を測定する場合には、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、その後、そのカプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内の平凸レンズへと向けられ、その後、コリメータへと向けられる。レンズ（５．３）は、Ｘ軸およびＹ軸に沿ってそのレンズが動くことを可能とする系に、取り付けられる。また、光は、コリメータを出た後、第２のアーム内のコリメータに到達するが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。複数のコリメータからの信号は、カプラへと向けられ、そのカプラにおいてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器へと向けられる。
【００４６】
レンズの屈折率を測定する場合には、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、その後、そのカプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内の平行平面板へと向けられ、その後、コリメータへと向けられる。平行平面板は、その平行平面板が予め設定された角度で回転することを可能とする構成に、取り付けられる。また、光は、コリメータを出た後、第２のアーム内のコリメータに到達するが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。複数のコリメータからの信号は、カプラへと向けられ、そのカプラにおいてそれらの信号は干渉する。カプラからの信号は、検出器へと向けられる。
【００４７】
１つのアーム内（測定用アーム内）のみにコリメータが取り付けられた構成で測定を行う場合には、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、その後、そのファイバ光カプラを含む光ファイバから、コリメータへと信号が伝搬する。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内のレンズへと向けられるが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。また、光は、ファイバ光カプラを含む光ファイバを出た後、第２のファイバ光カプラを含む光ファイバへと直接接続される。測定用および参照用アームからの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、そのファイバ光カプラにおいてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器へと向けられる。
【００４８】
系が反射型構成で実装される場合には、低コヒーレンス光源からの信号は、ファイバ光カプラへと向けられ、その後、そのファイバ光カプラを含む光ファイバから、コリメータへと信号が送られる。光は、コリメータを出た後、測定用アーム内のレンズへと向けられ、その後、ミラーにより反射され、コリメータにより、ファイバ光カプラおよび検出器の方向へと戻される。コリメータに向けられた光はミラーへと向けられるが、その位置は、電動リニアステージのシフトに依存する。光は、ファイバ光カプラを出た後、検出器へと伝搬される。
【００４９】
利用可能なカタログ中に規定されている屈折率の高い精度のため、我々は、位相素子の厚さを高い精度で特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の基本的な形態であって、低コヒーレント光源（１．１）からの信号がファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、その後、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する形態を示した図
【図２】コヒーレント光源および低コヒーレンス光源を利用した本発明の形態を示した図
【図３】モデル位相素子を利用した測定に用いられる、本発明の変更例を示した図
【図４】位相素子の曲面を測定するための構成を採用した本発明の形態を示した図
【図５】２つの可変の板の傾きに関するデータが収集される、平行平面板の屈折率の測定に用いられる本発明の有用な実施形態を示した図
【図６】いわゆる縮小版の本発明の有用な実施形態を示した図
【図７】ミラー反射に基づく反射型構成を利用した形態の、本発明の有用な実施形態を示した図
【図８】位相素子の表面からの反射に基づく反射型構成を利用した形態の、本発明の別の有用な実施形態を示した図
【図９】高い絶対分散値を有する光ファイバの分散を測定するための形態である、本発明の有用な実施形態を示した図
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明に係る装置は図面に示されており、このうち図１は、本発明の基本的な形態であって、低コヒーレント光源（１．１）からの信号がファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、その後、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、複数のコリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する形態を示している。図２は、コヒーレント光源および低コヒーレンス光源を利用した本発明の形態を示している。図３は、モデル位相素子を利用した測定に用いられる、本発明の変更例を示している。図４は、位相素子の曲面を測定するための構成を採用した本発明の形態を示している。図５は、２つの可変の板の傾きに関するデータが収集される、平行平面板の屈折率の測定に用いられる本発明の有用な実施形態を示している。図６は、いわゆる縮小版の本発明の有用な実施形態を示している。図７は、ミラー反射に基づく反射型構成を利用した形態の、本発明の有用な実施形態を示している。図８は、位相素子の表面からの反射に基づく反射型構成を利用した形態の、本発明の別の有用な実施形態を示している。図９は、高い絶対分散値を有する光ファイバの分散を測定するための形態である、本発明の有用な実施形態を示している。
【実施例１】
【００５２】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器（フォトダイオード）と、２つのファイバ光カプラと、１つの電動リニアステージと、４つのコリメータとを含んでいる。
【００５３】
本発明に従う測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に位相素子（レンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００５４】
本発明に係る装置の参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に位相素子（レンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００５５】
アームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間分の長さとに分けられる。光ファイバ分のアームの長さは、市販のファイバ光カプラにおいて利用されているカタログ掲載のソリューションにリストアップされているような標準的な長さであり、１ｍに等しい。自由空間分のアームの長さは、１５０ｍｍである。
【００５６】
光源が入力ファイバ光カプラに接続され、その測定用アームと参照用アームとの一部を含む光ファイバはコリメータにより終端され、そのうちの１つは電動リニアステージに接続され、検出器に接続されたファイバ光カプラが、参照用アームおよび測定用アームの他方の側に接続される。測定の段においては、測定対象の位相素子（測定対象のレンズ）は、測定用アームの自由空間内に取り付けられる。
【００５７】
本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法で、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。
【００５８】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割される。一方、測定用アームおよび参照用アームの自由空間には、位相素子は存在しない。
【００５９】
さらに、検出器からのデータおよび電動リニアステージの位置の分析を通して、特定のファイバ光カプラアーム間において光路差ゼロが得られるまで、電動リニアステージ（６）が、同ステージの位置に関する情報を記録しながら、移動する。干渉は、コリメータ（３．２）および（４．２）の通過後においてファイバ光カプラ（２．２）内において生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間の関数として収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【００６０】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）と（３．２）との間の位置に挿入される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異に基づき、かつ位相素子の材料であるガラスの屈折率が既知であることにより、位相素子（とりわけレンズ）の厚さが特定される。
【００６１】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が送られる。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へ向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられる。また、光は、コリメータ（４．１）を出た後、第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達するが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。コリメータ（３．２）および（４．２）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．２）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられる。
【００６２】
利用可能なカタログ屈折率で規定されている屈折率の高い精度のため、我々は、位相素子の厚さを高い精度で特定することができる。
【実施例２】
【００６３】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、低コヒーレンス光源およびコヒーレント光源と、フォトダイオードの形態の２つの検出器と、２つのファイバ光カプラと、１つの電動リニアステージと、４つのコリメータとを含んでいる。
【００６４】
本発明に従う測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に位相素子（レンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００６５】
本発明に係る装置の参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配され、電動リニアステージ上に取り付けられたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００６６】
アームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間分の長さとに分けられる。光ファイバ分のアームの長さは、市販のファイバ光カプラにおいて利用されているカタログ掲載のソリューションにリストアップされているような標準的な長さであり、１ｍに等しい。自由空間分のアームの長さは、１５０ｍｍである。ファイバ光カプラは、標準的な単一モード光ファイバから作られている。
【００６７】
コヒーレント光源および検出器は入力ファイバ光カプラに接続され、その測定用アームと参照用アームとの一部を含む複数の光ファイバは複数のコリメータにより終端され、そのうちの１つは電動リニアステージに接続され、第２の検出器および低コヒーレンス光源に接続された入力ファイバ光カプラが、測定用アームおよび参照用アームの他方の側に接続される。
【００６８】
コヒーレント光源の場合は、コヒーレンス長は、電動リニアステージの移動範囲以上とされる。
【００６９】
本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法で、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。
【００７０】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）およびコヒーレント光源（１．２）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）および（２．２）に向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割される。一方、測定用アームおよび参照用アームの自由空間には、位相素子は存在しない。
【００７１】
電動リニアステージが移動し、それにより各光源に関してインターフェログラムの記録を可能とする。さらに、特定のファイバ光カプラアーム間における光路差ゼロが検出器を用いて読み取られるまで、電動リニアステージが、同ステージの位置に関する情報を記録しながら、移動する。干渉は両方のファイバ光カプラにおいて生じ、そのうち一方はコヒーレント光源からの干渉をサポートしており、第２のファイバ光カプラは低コヒーレンス光源からの干渉をサポートしている。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【００７２】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）と（３．２）との間の位置に挿入される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異に基づき、かつ位相素子の材料であるガラスの屈折率が既知であることにより、位相素子（とりわけレンズ）の厚さが特定される。
【００７３】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へ向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられる。また、光は、コリメータ（４．１）を出た後、第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達するが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。コリメータ（３．２）および（４．２）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．２）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられる。系の他方においては、コヒーレント光源（１．２）からの信号が、ファイバ光カプラ（２．２）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．２）および（４．２）へと信号が伝搬する。光は、コリメータ（３．２）を出た後、測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へ向けられ、その後、コリメータ（３．１）へと向けられる。また、光は、コリメータ（４．２）を出た後、第２のアーム内のコリメータ（４．１）に到達するが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。コリメータ（３．１）および（４．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．１）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．２）へと向けられる。第２の光源（コヒーレント光源）の存在のため、電動リニアステージの位置の測定精度を上げることが可能である。
【００７４】
利用可能なカタログ屈折率で規定されている屈折率の高い精度のため、我々は、位相素子の厚さを高い精度で特定することができる。
【実施例３】
【００７５】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器（フォトダイオード）と、２つのファイバ光カプラと、１つの電動リニアステージと、４つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、測定対象の位相素子の仕様は、光学パラメータおよび寸法が既知であるモデル位相素子（モデルレンズ）に基づいて特定される。
【００７６】
本発明に従う測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に位相素子（レンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００７７】
本発明に係る装置の参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、正規の測定期間中に亘ってハンドル内にモデル位相素子（モデルレンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配され、電動リニアステージ上に取り付けられたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００７８】
アームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間分の長さとに分けられる。光ファイバ分のアームの長さは、市販のファイバ光カプラにおいて利用されているカタログ掲載のソリューションにリストアップされているような標準的な長さであり、１ｍに等しい。自由空間分のアームの長さは、１５０ｍｍである。
【００７９】
光源が入力ファイバ光カプラに接続され、その測定用アームと参照用アームとの一部を含む複数の光ファイバは複数のコリメータにより終端され、そのうちの１つは電動リニアステージに接続され、検出器に接続されたファイバ光カプラが、参照用アームおよび測定用アームの他方の側に接続される。測定の段においては、測定対象の位相素子（測定対象のレンズ）が、測定用アームの自由空間内に取り付けられ、モデル位相素子（モデルレンズ）が、参照用アーム内に取り付けられる。モデル位相素子は、電動リニアステージ上に取り付けられる。
【００８０】
本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法で、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。
【００８１】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割される。一方、両アームの自由空間には、位相素子は存在しない。
【００８２】
さらに、特定のファイバ光カプラアーム間における光路差ゼロが検出器を用いて読み取られるまで、電動リニアステージ（６）が、同ステージの位置に関する情報を記録しながら、移動する。干渉は、コリメータ（３．２）および（４．２）の通過後においてファイバ光カプラ（２．２）内において生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間の関数として収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【００８３】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）と（３．２）との間の位置に挿入される。加えて、パラメータが既知のモデルレンズであるモデル位相素子が、参照用アーム内のコリメータ（４．１）と（４．２）との間の位置に配される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異に基づき、かつ位相素子の材料であるガラスの屈折率が既知であることにより、位相素子（とりわけレンズ）の厚さが特定される。
【００８４】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が送られる。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内の位相素子（レンズ（５．１））へ向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられる。また、光は、コリメータ（４．１）を出た後、モデルレンズ（５．２）に到達し、その後、第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達するが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。コリメータ（３．２）および（４．２）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．２）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられる。
【００８５】
利用可能なカタログ屈折率で規定されている屈折率の高い精度のため、我々は、位相素子の厚さをかなり高い精度で特定することができる。
【実施例４】
【００８６】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器（フォトダイオード）と、２つのファイバ光カプラと、１つの電動リニアステージと、Ｘ軸およびＹ軸に沿った移動を可能とするための１つの系と、４つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、片面が平面である測定対象の位相素子の仕様は、Ｘ軸およびＹ軸に沿ったその位相素子の移動を可能とする系内に位相素子が配されている間に、特定される。
【００８７】
本発明に従う測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘って、Ｘ軸およびＹ軸に沿った位相素子の移動を可能とするハンドル内に、位相素子（レンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００８８】
本発明に係る装置の参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、正規の測定期間中に亘ってハンドル内にモデル位相素子（モデルレンズ）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配され、電動リニアステージ上に取り付けられたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００８９】
アームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間分の長さとに分けられる。光ファイバ分のアームの長さは、市販のファイバ光カプラにおいて利用されているカタログ掲載のソリューションにリストアップされているような標準的な長さであり、１ｍに等しい。自由空間分のアームの長さは、１５０ｍｍである。
【００９０】
光源が入力ファイバ光カプラに接続され、その測定用アームと参照用アームとの一部を含む複数の光ファイバは、複数のコリメータにより終端され、そのうちの１つは電動リニアステージに接続され、検出器に接続されたファイバ光カプラが、参照用アームおよび測定用アームの他方の側に接続される。測定の段においては、片面が平面であり電動リニアステージ上に配された測定対象の位相素子が、測定用の光ファイバ領域内に取り付けられる。
【００９１】
本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法で、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。
【００９２】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割される。一方、両アームの自由空間には、位相素子は存在しない。
【００９３】
さらに、特定のファイバ光カプラアーム間における光路差ゼロが検出器を用いて読み取られるまで、電動リニアステージ（６）が、同ステージの位置に関する情報を記録しながら、移動する。干渉は、コリメータ（３．２）および（４．２）の通過後においてファイバ光カプラ（２．２）内において生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間の関数として収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【００９４】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、位相素子、とりわけ測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）と（３．２）との間の位置に挿入される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。一方、測定対象の位相素子をスライドさせながら、数個のスポットにおいて測定が行われる。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異に基づき、かつ位相素子の材料であるガラスの屈折率が既知であることにより、位相素子（とりわけレンズ）の厚さが特定される。
【００９５】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内の、片面が平面である位相素子（５．３）へ向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられる。平面を有する測定対象の位相素子（５．３）は、その位相素子のＸ軸およびＹ軸に沿った移動を可能とする系（８）に取り付けられている。また、光は、コリメータ（４．１）を出た後、第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達するが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。コリメータ（３．２）および（４．２）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．２）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられる。
【００９６】
利用可能なカタログ屈折率で規定されている屈折率の高い精度のため、我々は、位相素子の厚さをかなり高い精度で特定することができる。
【実施例５】
【００９７】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器（フォトダイオード）と、２つのファイバ光カプラと、１つの電動リニアステージと、４つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、電動リニアステージの１つに取り付けられた測定対象の位相素子の仕様が、特定される。
【００９８】
本発明に従う測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、測定期間中に亘ってハンドル内に位相素子（平行平面板）が取り付けられる自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配されたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【００９９】
本発明に係る装置の参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配され、電動リニアステージ上に取り付けられたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【０１００】
アームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間分の長さとに分けられる。光ファイバ分のアームの長さは、市販のファイバ光カプラにおいて利用されているカタログ掲載のソリューションにリストアップされているような標準的な長さであり、１ｍに等しい。自由空間分のアームの長さは、１５０ｍｍである。ファイバ光カプラは、標準的な単一モード光ファイバから作られる。
【０１０１】
光源が入力ファイバ光カプラに接続され、その測定用アームと参照用アームとの一部を含む複数の光ファイバは、複数のコリメータにより終端され、そのうちの１つは電動リニアステージに接続され、検出器に接続されたファイバ光カプラが、参照用アームおよび測定用アームの他方の側に接続される。測定の段においては、電動リニアステージ上に配された平行平面板である測定対象の位相素子が、測定用の光ファイバ領域内に取り付けられる。
【０１０２】
本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法で、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。
【０１０３】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割される。一方、参照用アームおよび測定用アームの自由空間には、位相素子は存在しない。
【０１０４】
さらに、特定のファイバ光カプラアーム間における光路差ゼロが検出器を用いて読み取られるまで、電動リニアステージ（６）が、同ステージの位置に関する情報を記録しながら、移動する。干渉は、コリメータ（３．２）および（４．２）の通過後においてファイバ光カプラ（２．２）内において生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間の関数として収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【０１０５】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、測定対象として意図された平行平面板である位相素子が、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）と（３．２）との間の位置に挿入される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。一方、測定は、測定対象の平行平面板が既知の角度で少なくとも２回回転させられるように、実行される。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異、および既知の回転角度に基づき、位相素子の屈折率が特定される。
【０１０６】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内の平行平面板（５．４）へ向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられる。平行平面板（５．４）は、予め設定された角度での回転を可能とする系（９）に取り付けられている。また、光は、コリメータ（４．１）を出た後、第２のアーム内のコリメータ（４．２）に到達するが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。コリメータ（３．２）および（４．２）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．２）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられる。
【実施例６】
【０１０７】
位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器（フォトダイオード）と、２つのファイバ光カプラと、１つの電動リニアステージと、２つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、ハンドルに取り付けられた測定対象の位相素子の仕様が、特定される。
【０１０８】
本発明に従う参照用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバに接続された、上記の入力ファイバ光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータとを含む。
【０１０９】
本発明に係る装置の測定用アームは、入力ファイバ光カプラを含む光ファイバと、その入力光カプラを含む光ファイバの終端に配されたコリメータと、ハンドル上に取り付けられたレンズが配される自由空間と、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバの前端に配され、電動リニアステージ上に取り付けられたコリメータと、出力ファイバ光カプラを含む光ファイバとを含む。
【０１１０】
アームの長さは、光ファイバ分の長さと、自由空間分の長さとに分けられる。光ファイバ分のアームの長さは、市販のファイバ光カプラにおいて利用されているカタログ掲載のソリューションにリストアップされているような標準的な長さであり、１ｍに等しい。自由空間分のアームの長さは、１５０ｍｍである。ファイバ光カプラは、標準的な単一モード光ファイバから作られている。
【０１１１】
測定の段においては、測定対象の位相素子（測定対象のレンズ）は、測定用光ファイバ領域内に取り付けられ、コリメータは、電動リニアステージ上に取り付けられる。
【０１１２】
本発明に係る装置を利用して位相素子のパラメータおよび光ファイバの分散を測定する方法は、２段階の方法で、第１段階は本発明に係る装置の較正を担い、第２段階が正規の測定である。
【０１１３】
本発明に係る装置の較正中においては、低コヒーレンス光源（１．１）からの光は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そこで２つのアーム、すなわち測定用アームと参照用アームとの２つに分割される。一方、測定用アームおよび参照用アームの自由空間には、位相素子は存在しない。
【０１１４】
さらに、特定のファイバ光カプラアーム間において光路差ゼロが得られるまで、電動リニアステージ（６）が、同ステージの位置に関する情報を記録しながら、移動する。干渉は、コリメータ（３．１）および（３．２）の通過後においてファイバ光カプラ（２．２）内において生じ、電動リニアステージの移動に変換可能なインターフェログラムが、時間の関数として収集される。インターフェログラムは、光検出器、とりわけフォトダイオードによって収集される。
【０１１５】
装置の較正が完了した後、系は正規の測定へと進む。正規の測定では、測定対象として意図されたレンズが、本発明に係る装置の測定用アーム内の、コリメータ（３．１）と（３．２）との間の位置に挿入される。さらに、電動リニアステージがスライドさせられ、光路差ゼロを生成する位置が特定される。較正用の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態と、位相素子を伴う正規の測定におけるインターフェログラムのコントラスト最大状態とに関する、電動リニアステージの位置の差異、および既知の屈折率に基づき、位相素子の厚さが特定される。
【０１１６】
利用可能なカタログ屈折率で規定されている屈折率の高い精度のため、我々は、位相素子の厚さをかなり高い精度で特定することができる。
【０１１７】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む光ファイバから、コリメータ（３．１）へと信号が送られる。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内のレンズ（５．１）へ向けられ、その後、コリメータ（３．２）へと向けられるが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。また、ファイバ光カプラ（２．１）を出た後、光は、参照用アームを含む光ファイバによって、第２のファイバ光カプラ（２．２）へと伝搬させられる。測定用アームおよび参照用アームからの信号は、ファイバ光カプラ（２．２）へと向けられ、そのファイバ光カプラ（２．２）においてそれらの信号は干渉する。ファイバ光カプラからの信号は、検出器（７．１）へと向けられる。
【０１１８】
このレイアウトでは、２つのコリメータが排除されているので、これらの系を調整する必要性が避けられる。この方法は、システムを構成する光ファイバが、（所望の精度を低下させるほどには測定を歪めない）小さな分散を有することが分かっている場合に、有効である。
【実施例７】
【０１１９】
本発明の別の有用な実施形態であって、図７に示すように系が反射型構成とされた実施形態では、装置は、好ましくは１つの低コヒーレンス光源と、好ましくは１つの検出器と、好ましくは１つのファイバ光カプラと、好ましくは２つのミラーと、好ましくは２つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、測定対象の位相素子（測定対象のレンズ）の仕様が特定される。
【０１２０】
一方、Ｍ−Ｚ構成と比較して、本発明に係る装置のこの実施形態では、電磁波がレンズを２回通過するので、位相素子がビームに与える影響をより大きくすることが可能とされる。光が系を二重に通過することはより高い精度を必要とするため（ナイキスト基準に従う要件）、同じスキャン範囲を維持しつつ、Ｍ−Ｚ構成と比較して移動の精度を増大させる必要が生じる。加えて、反射型の構成は後方反射を特徴とする。すなわち、同じパワーが、光源と検出器とに到達する（このことは、追加の光減衰器を利用する必要性を生じさせる場合もある）。
【０１２１】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内のレンズ（５．１）へと向けられ、その後、ミラー（１０．１）により反射され、レンズ（５．１）とコリメータとを通って、ファイバ光カプラ（２．１）および検出器（７．１）の方向へと戻される。コリメータ（４．１）に向けられた光はミラー（１０．１）へと向けられるが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。光は、ファイバ光カプラ（２．１）を出た後、検出器（７．１）へと伝搬される。
【実施例８】
【０１２２】
本発明の別の有用な実施形態であって、図８に示すように系がミラー反射構成とされた実施形態では、装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器と、１つのファイバ光カプラと、１つのミラーと、２つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、測定対象の位相素子の仕様が特定される。
【０１２３】
反射型構成を利用する測定の思想は、実施例７で示した測定と相違ない。異なる点は、干渉（この例では、位相素子の第１および第２の測定対象の表面から反射された信号と、参照用アーム内で伝搬させられる信号との間で生じる）を得る方法であり、物理的な動作原理は変更ない。
【０１２４】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）へと向けられ、その後、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、コリメータ（３．１）および（４．１）へと信号が伝搬する。光は、コリメータ（３．１）を出た後、測定用アーム内のレンズ（５．１）へと向けられ、その後、位相素子の表面により反射され、レンズ（５．１）とコリメータとを通って、ファイバ光カプラ（２．１）および検出器（７．１）の方向へと戻される。コリメータ（４．１）に向けられた光はミラー（１０．１）へと向けられるが、その位置は、電動リニアステージ（６）のシフトに依存する。光は、ファイバ光カプラ（２．１）を出た後、検出器（７．１）へと伝搬される。
【実施例９】
【０１２５】
高い絶対分散値を有する光ファイバの分散を測定することを意図した、図８に示すような本発明の別の有用な実施形態では、装置は、１つの低コヒーレンス光源と、１つの検出器と、１つのファイバ光カプラと、１つのミラーと、２つのコリメータとを含んでいる。測定の一部として、測定対象の位相素子の仕様が特定される。
【０１２６】
この解決策と、実施例１−７に示した解決策との最大の違いは、測定用アームが、絶対的に高い分散を有する光ファイバの形式のアームと、置き換えられている点である。
【０１２７】
第１段階の測定においては、光ファイバ（１１）の長さが測定される。この光ファイバは、ファイバ光カプラ（２．１）を含む光ファイバ、およびファイバ光カプラ（２．２）を含む光ファイバと結合されている。結合は、光ファイバ接続、突合せ結合、またはその他の結合方法により行われる。その後、位相素子のパラメータの測定と同じようにして、電動リニアステージ（６）内でシフトの関数としてインターフェログラムが収集される。屈折率の分散値は、光ファイバ（１１）の長さに関する情報を考慮して、生成されたインターフェログラムの数学的分析を介して取得される。
【０１２８】
低コヒーレンス光源（１．１）からの信号は、ファイバ光カプラ（２．１）に向けられ、そのファイバ光カプラを含む複数の光ファイバから、高い分散値を有する光ファイバ（１１）およびコリメータ（３．１）へと、信号が伝搬される。光は、コリメータ（３．１）を出た後、コリメータ（３．２）に向けられるが、その位置は、電動リニアステージ（６）により調節されている。光ファイバ（１１）からの信号と、コリメータ（３．２）を出た信号とは、ファイバ光カプラ（２．２）において干渉する。その後、信号は、検出器（７．１）へと向けられる。
【符号の説明】
【０１２９】
１．１  低コヒーレンス光源
１．２  コヒーレント光源
２．１；２．２  ファイバ光カプラ
３．１；３．２；４．１；４．２  コリメータ
５．１；５．３  位相素子（レンズ）
５．２  モデルレンズ
５．４  平行平面板
６      電動リニアステージ
７．１；７．２  検出器
１０．１  ミラー
１１      光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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