(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ母材を収納した容器の外から、光ファイバ母材にその軸方向と垂直な方向からレーザを照射し、照射位置を光ファイバ母材の径方向一端側から他端側まで順次移動させながら、光ファイバ母材及び容器を透過した光の偏向角を測定し、その測定データより光ファイバ母材の断面内屈折率分布を求める、光ファイバ母材の屈折率測定方法において、予め、屈折率分布が明らかな試料を容器に収納して測定して偏向角データを得、容器に歪みがないと仮定した上で、その容器に、屈折率分布が明らかな前記試料（マッチングオイル）を収容したと想定した場合の偏向角データを数値計算によって求め、両偏向角データを比較して、容器の歪み分の補正値を得ておき、光ファイバ母材の実測により得られた偏向角データを前記補正値により補正することを特徴とする光ファイバ母材の屈折率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ファイバ母材（以下単に「母材」という）の屈折率分布を測定するための方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバは円柱状のコアの外側にクラッドが同心円状に配置された母材を線引きして得られる。良質な光ファイバを形成するためには、線引きされる前の母材の屈折率分布を測定し、それを正確に把握しておく必要がある。
【０００３】
母材の屈折率分布を測定するための方法として次のような方法が知られている。母材にその軸方向と垂直な方向からレーザを照射し、照射位置を母材の径方向一方端側から他端側まで順次移動させながら、母材を通過した光の偏向角を測定し、それを解析して屈折率分布を求める方法。
【０００４】
前記測定方法では、母材を透明な容器（例えば、石英ガラスセル）に収容し、母材と測定容器との隙間を母材と屈折率の近いマッチングオイルで満たして、測定範囲内の屈折率差があまり大きくないようにするのが一般的である。この場合使用する容器は、隙間を満たすオイル量を少なくするために、角型の容器ではなく、図４のように母材と同心円状にくりぬいた円形穴Ａの断面形状を持つ容器Ｂとしてある。
【０００５】
屈折率測定では僅かな偏向角の変化を読み取る必要がある。容器に歪みがあると、偏向角データから屈折率への変換の際に、容器に歪みが無いと仮定した場合に対して誤差が生じる。このため、測定に要求される精度は次の通りである。光ファイバの予測特性で、モードフィールド径の要求は±0.3μｍ未満で、屈折率の誤差に換算すると0.001となる。これを容器の円形穴の非円度に換算すると20μｍである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来はφ80mm未満の細い母材を測定することが一般的であった。この場合は、容器の円形穴は上記精度で加工することができた。しかし、昨今、ファイバの生産性を上げるため、φ80mmを越える太い母材を製造する必要がある。それにつれて容器も大型化しなければならない。容器に大きい円形穴を上記精度で加工することは難しくなっている。そのため容器の製作に大きなコストがかかり、実際は太い直径（φ80mm以上）に対応可能な容器を作ることに限界がある。この場合、容器に歪みがあっても、測定データの修正で対処することが考えられる。容器の歪みに対して偏向角のオフセットまたは直線的オフセットがかかる場合は、得られたデータから簡単に１次式で補正することができる。しかし、実際は、容器に歪みがあると、発生する誤差はリニアなずれではなく、例えば図２の測定値Ｙ2のようになるため、母材の測定データだけでは十分な補正ができないという課題があった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、予め、容器の歪み分の補正値を得ておき、偏向角の測定データをその補正値で補正して、母材の屈折率分布を正確に測定できるようにしたものである。
【０００８】
本発明の光ファイバ母材の屈折率測定方法は、母材を収納した容器の外から、その母材にその軸方向と垂直な方向からレーザを照射し、照射位置を母材の径方向一端側から他端側まで順次移動させながら、母材及び容器を透過した光の偏向角を測定し、その測定データより母材の断面内屈折率分布を求める光ファイアバ母材の屈折率測定方法において、予め、屈折率分布が明らかな試料を容器に収納して測定して偏向角データを得、容器に歪みがないと仮定した上で、その容器に、屈折率分布が明らかな前記試料（マッチングオイル）を収容したと想定した場合の偏向角データを数値計算によって求め、両偏向角データを比較して、容器の歪み分の補正値を得ておき、光ファイバ母材の実測により得られた偏向角データを前記補正値により補正する測定方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の光ファイバ母材の屈折率分布測定方法の実施形態の一例を説明する。本発明の測定方法は次のようにして行う。
１．予め、屈折率分布が明らかな試料、例えばマッチングオイルを容器に収納して測定して偏向角データを得る。例えば、図１のように、母材１を収容する容器２に屈折率が明らかな試料（例えば、前記マッチングオイル）３を充填し、その容器２の外側から光を照射して、容器２及びマッチングオイルを透過した光の偏向角を測定して、母材の径方向の偏向角のデータを得る。得られたデータを図にすると図２に実線で示す測定値Ｙ2となる。この測定値Ｙ2は容器の測定上の歪みである。
２．容器に歪みがないと仮定した上で、その容器に、屈折率分布が明らかな前記試料（マッチングオイル）を収容したと想定した場合の偏向角データを数値計算によって求める。求められた偏向角データをグラフ化すると図２に鎖線で示す計算値Ｙ1となる。計算値Ｙ1と測定値Ｙ2とのズレは、容器に十分な精度（例えば、真円度、平行度等）が無いため、所謂、歪みにより生じたものである。
３．前記１の測定により得られた偏向角データと、前記２の数値計算によって得られた偏向角データとを比較して、容器の歪み分の補正値を得る。
４．実測して得られる母材の偏向角データを前記補正値により補正して、光ファイバ母材の屈折率分布とする。
【００１０】
前記測定方法を以下に更に詳細に説明する。
１．屈折率分布が明らかな試料を、石英ガラスセル（以下単に「セル」という）の円筒内に入れて偏向角を測定する。このとき図２のデータＹ２(r)のデータが得られた（半径位置rの関数)。
２．セルに歪みが無いと仮定した上で、そのセルに、屈折率分布が明らかな前記試料（マッチングオイル）を収容したと想定した場合に求められた偏向角データの理論計算値は図２のデータＹ１(r)になった。この場合の理論数値計算手法は式１のようになる。
【式１】
0003735063.tif 000002
ここで、ｎ０：セル外部屈折率、ｎ１：セル（石英部）屈折率、
ｎ２：マッチングオイル屈折率、ｐ：くり貫き中心線からのレーザー位置、
Ｒ：セル（円形のくり貫き部）半径
【００１１】
前記両データＹ２(r)とＹ１(r)の差はセルの歪み（十分な精度、例えば真円度、平行度等がないこと）に起因して生じていることになる。このため、前記測定値Ｙ２は式２のようになる。
【００１２】
【式２】
0003735063.tif 000003
ここで、Ｙ２：測定値、Ｙ１：理論計算値、Ｚ:容器のひずみ分の誤差
【００１３】
本発明では前記Ｚ(r)＝Ｙ２(r)−Ｙ１(r)の値を予め確保しておき、これを以下の本測定の補正値とする。母材をこのセルに収納して実際に測定（実測）した場合に得られた偏向角データ（Ｙ４(r)）は式３のようになる。
【００１４】
【式３】
0003735063.tif 000004
ここで、Ｙ４：測定値  Ｙ３：偏向角の真値、Ｚ：ひずみ分の誤差
【００１５】
前記式１、式２より偏向角の真値は式４のようになる。
【式４】
0003735063.tif 000005
すなわち、補正値を差し引いたデータＹ３(r)が母材の偏向角の真値となる。最後に、これを変換して屈折率を求める。
【００１６】
ここでＹ１(r)＝０ではないので、単純にＹ３(r)＝Ｙ４(r)−Ｙ２(r)とはならないことに留意する必要がある。すなわち、母材の測定値の生データ（実測値）と、光ファイバ母材が無い時の生データの引き算ではない。必ず、計算値を介して補正する。
【００１７】
図３は屈折率が明らかな試料を精度が低いセルに入れて測定し、測定値を補正しなかったもの（白丸）と、補正したもの（黒丸）とを比較した図である。補正により正確な屈折率が測定できていることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ母材の屈折率測定方法は、次のような効果がある。
１．精度が低い容器を用いても光ファイバ母材の屈折率分布を正確に測定することができる。
２．容器を高精度で製造・加工するとコスト高になるが、本発明の補正による測定方法では、母材を収容する穴を拡大した容器（セル）を作ることにより、母材の直径に制約無く、太い母材でも高精度の屈折率測定が可能となるため、容器のコストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の屈折率測定方法における、測定系の断面図。
【図２】容器の屈折率分布の測定値と計算値の比較図。レーザ光の透過位置の変化を示す図であって、マッチングオイルを透過している状態を示す説明図。
【図３】屈折率測定値の補正前と補正後の比較図。
【図４】本発明の屈折率測定方法における、測定系の諸元の説明図。
【符号の説明】
１  母材
２  容器
３  試料（マッチングオイル）
【図１】
0003735063.tif 000006
【図２】
0003735063.tif 000007
【図３】
0003735063.tif 000008
【図４】
0003735063.tif 000009