顯微光譜技術應用於量測漸變折射率透鏡之折射率分佈

Refractive Index Profiling of A GRIN Rod Based on A Microspectrophotometer

翁俊仁(Chun-Jen Wang)

科儀新知

208期（2016 / 09 / 01）

44 - 55

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將顯微光譜儀實際應用於掃描端面已拋光之漸變折射率透鏡之反射強度，並進一步透過Fresnel方程式推算GRIN lens端面橫截面空間相關之材料色散以及多波長的折射率分佈曲線。本研究所提出的方法不僅適用於一般GRIN lens也理當適用於大口徑光纖或光纖預型體，可用來獲得其折射率空間分佈及空間材料色散。除了提出可以直接量測GRIN lens之多波長折射率分佈外，也是首篇研究精確定量量測GRIN lens因不同參雜濃度之材料色散空間分佈，並且進一步建立一個經驗方程式，連結材料折射率色散和摻雜濃度之間的定量比較。直接利用影像擷取方式來量測端面斷切各種光纖之反射強度，直接推算光纖端面橫截面多波長的折射率分佈曲線，這是首次使用顯微鏡搭配鹵素燈源直接用來量測光纖端面折射率之研究。透過所發展的量測方法，在各種光纖上的第一面絕對反射率可以被精確地測量，並可以推得在波段400 nm至1100 nm多個波段下之折射率分布。本研究所提出的方法不僅適用於一般單模光纖，亦可適用於多模光纖或光纖預型體，就原理而言亦可推廣至所有微光學元件反射率或折射率影像之量測，例如抗反射鍍膜之微元件或漸變折射率透鏡等。

A white light scanning method of surface reflectivities based on a microspectrophotometer is proposed to one-dimensionally measure the refractive index profiling on a polished GRIN rod. The measuring range is broadband in the range of 400nm to 1000nm. A fused-silica cladding of GRIN rod is used to be a reference standard for measuring the absolute reflectivity of the core of GRIN rod.