JPH0124604Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0124604Y2 JPH0124604Y2 JP10839083U JP10839083U JPH0124604Y2 JP H0124604 Y2 JPH0124604 Y2 JP H0124604Y2 JP 10839083 U JP10839083 U JP 10839083U JP 10839083 U JP10839083 U JP 10839083U JP H0124604 Y2 JPH0124604 Y2 JP H0124604Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- plzt
- present
- temperature
- substrate
- Prior art date
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- Expired
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
〈考案の属する技術分野〉
本考案は、光信号を利用して温度を検出する温
度検出装置に関するものである。更に詳しくは、
本考案は、所定ピツチで配列する溝を形成させた
PLZT基盤を温度検出手段とし、そのリターデー
シヨンが温度に応じて変化することを利用した温
度検出装置に関するものである。 ここでPLZTのリターデーシヨンについて説明
する。 例えばガラスなどは屈折率が一様であるのに対
して、方解石などは、光の進む方向、より厳密に
は光の振動方向により屈折率が異なつている。即
ち、光学材料への入射光の進む方向をＺ方向とし
たとき、Ｘ偏光及びＹ偏向に対する屈折率をそれ
ぞれnx，nyとおけば、 nx≠ny であり、これらの差Δn＝｜nx−ny｜ を「複屈折」と呼んでいる。また、光学材料に外
力（電界、磁界等）を与えないときの複屈折を特
に「自然複屈折」と呼んでいる。 光学材料において、結晶方向によつて屈折率が
異なると、Ｘ偏向、Ｙ偏向が長さＬの光学材料
（結晶）を通過する間に、 ΔT＝｜Tx−Ty｜ ＝（Ｌ／ｃ）｜nx−ny｜ ＝（Ｌ／ｃ）Δn の時間のずれを生ずる。 ただし、ｃは光の真空中での速度 Tx＝Ｌ／（ｃ／nx） Ty＝Ｌ／（ｃ／ny） この時間のずれを「位相のずれ」として表した
のが「リターデーシヨン」であり、このリターデ
ーシヨンΓは次式で表される。 Γ＝ΔT・ω ＝（Ｌ／ｃ）Δn・（2π／λ）ｃ ＝（2π／λ）Δn・Ｌ リターデーシヨンΓの変化は、光学材料（結
晶）を偏光子と検光子（直交ニコル）の間に配置
すると共に、Ｘ軸に対して45゜の方向に振動する
直線偏光を入射し、透過光（この透過光はsin2
（Γ／２）に比例する）の強度変化を観測するこ
とで知ることができる。 PLZTは、単結晶の集合体であり、個々の単結
晶は、前記した自然複屈折を持つが、その集合体
では多数の単結晶がランダムに配置されているた
めに、個々の自然複屈折は相殺されて「０」にな
る。 本考案においては、所定ピツチで配列する溝を
形成させたPLZT基盤を用いるものであつて、こ
のPLZT基盤は、溝の形成により特定方向に応力
が加わつており、屈折率が方向によつて異なつて
いて異方性結晶と同様に自然複屈折を生じるよう
になつている。 〈従来技術の説明〉 従来、温度検出用の複屈折結晶としてLiNbO3.
LiTaO2.SiO2等を用いたものがある（例えば電気
学会研究報告OQD81−69（1981）谷内．辻本「服
屈折結晶を用いた光フアイバ型温度センサー」）。 しかしながら、このような複屈折結晶を温度検
出手段とする温度計においては、自然複屈折Δn
が比較的大きいため、測定感度が低く、又温度測
定範囲が−10〜40℃程度と狭いという欠点があつ
た。 〈本考案の目的〉 本考案は、従来技術におけるこれらの欠点に鑑
がみてなされたもので測定範囲が広く、且つ測定
感度の高い温度検出装置を実現しようとするもの
である。 〈本考案の構成〉 本考案に係る装置は、PLZT基盤上に所定ピツ
チで配列する溝を形成すると、加工歪によつて電
圧を印加しなくてもリターデーシヨンが生じ、こ
のリターデーシヨンが温度に応じて変化する点に
着目してなされたもので、所定ピツチで配列する
溝を形成したPLZT基盤と、このPLZT基盤に光
を照射する手段と、前記PLZT基盤を透過した光
の量を検出する手段とを具備し、前記透過光の量
から温度を検出するようにした点に特徴がある。 〈実施例の説明〉 第１図は、本考案の一例を示す構成図である。
図において、１は光源で、たとえばLED・レー
ザ等が用いられている。２１，２２はレンズ、３
は溝型PLZT基盤で、温度検出手段としての役目
をなしている。４１，４２はPLZT基盤３をサウ
ンドウイツチ状に挟んでいる偏光子と、検光子
で、その偏波面は、互いに90゜となるように配置
されている。５は偏光子・溝型PLZT基盤・検光
子をそれぞれ通つた光を検出する光検出手段であ
る。 第２図は、溝型PLZTの一例を示す構成斜視図
である。PLZT基盤３０は組成９／65／35のもの
を用い、ピツチ100μｍ、溝幅40μｍ、深さ300μｍ
程度の溝３１が形成されている。ここで、PLZT
基盤３０の組成式は、次式で与えられる。 Pb1−Ｘ／100LaＸ／100(ZrY/100TiZ/100)1 −Ｘ／100Ｏ そして、通常その組成を表すのに上記の式の
Ｘ／Ｙ／Ｚが用いられる。 これらのＸ，Ｙ，Ｚは、 Ｙ＋Ｚ＝100 Ｏ≦Ｘ≦100 を満足する任意の整数であればよい。 上記において組成９／65／35とは、上式におい
て、Ｘ／Ｙ／Ｚ＝９／65／35ということである。
この溝は、例えばダイシングソーによつて形成さ
れるもので、これにより加工歪が生じて、電圧を
印加しなくともリターデーシヨンが生じることと
なる。 第１図において、光源１から出た光は、レンズ
２１によつて平行光となり、偏光子・溝型
PLZT・検光子を通つてレンズ２２で集光され、
光検出器で検出される。 第３図は、温度検出手段であるところのPLZT
基盤の温度と、光検出器で検出される光の透過量
との関係を示す特性線図である。光の透過量は、
20℃で330μW、80℃では100μWとほぼ直線的に
変化する。従つて、光検出器からの信号の大きさ
から、周囲温度を知ることが出来る。 第４図は、本考案の他の実施例を示す構成図で
ある。この実施例では、光源１からの光をハーフ
ミラー６を通して光フアイバー７に導き、この光
フアイバーから出た光を偏光子４１、レンズ２２
を介して溝型PLZT３に照射させるようにしたも
のである。溝型PLZT３は反射面３３が設けられ
ており、ここで反射した光は、再び光フアイバー
７を介して導かれ、ハーフミラー６で反射し光検
出器５で検出される。この実施例に依れば、温度
検出部を小型に構成させることができる。 次の表は、温度検出手段として用いられる各材
料と、本考案に用いられている溝型PLZT基盤の
自然複屈折Δnを、比較の為に示したものである。
度検出装置に関するものである。更に詳しくは、
本考案は、所定ピツチで配列する溝を形成させた
PLZT基盤を温度検出手段とし、そのリターデー
シヨンが温度に応じて変化することを利用した温
度検出装置に関するものである。 ここでPLZTのリターデーシヨンについて説明
する。 例えばガラスなどは屈折率が一様であるのに対
して、方解石などは、光の進む方向、より厳密に
は光の振動方向により屈折率が異なつている。即
ち、光学材料への入射光の進む方向をＺ方向とし
たとき、Ｘ偏光及びＹ偏向に対する屈折率をそれ
ぞれnx，nyとおけば、 nx≠ny であり、これらの差Δn＝｜nx−ny｜ を「複屈折」と呼んでいる。また、光学材料に外
力（電界、磁界等）を与えないときの複屈折を特
に「自然複屈折」と呼んでいる。 光学材料において、結晶方向によつて屈折率が
異なると、Ｘ偏向、Ｙ偏向が長さＬの光学材料
（結晶）を通過する間に、 ΔT＝｜Tx−Ty｜ ＝（Ｌ／ｃ）｜nx−ny｜ ＝（Ｌ／ｃ）Δn の時間のずれを生ずる。 ただし、ｃは光の真空中での速度 Tx＝Ｌ／（ｃ／nx） Ty＝Ｌ／（ｃ／ny） この時間のずれを「位相のずれ」として表した
のが「リターデーシヨン」であり、このリターデ
ーシヨンΓは次式で表される。 Γ＝ΔT・ω ＝（Ｌ／ｃ）Δn・（2π／λ）ｃ ＝（2π／λ）Δn・Ｌ リターデーシヨンΓの変化は、光学材料（結
晶）を偏光子と検光子（直交ニコル）の間に配置
すると共に、Ｘ軸に対して45゜の方向に振動する
直線偏光を入射し、透過光（この透過光はsin2
（Γ／２）に比例する）の強度変化を観測するこ
とで知ることができる。 PLZTは、単結晶の集合体であり、個々の単結
晶は、前記した自然複屈折を持つが、その集合体
では多数の単結晶がランダムに配置されているた
めに、個々の自然複屈折は相殺されて「０」にな
る。 本考案においては、所定ピツチで配列する溝を
形成させたPLZT基盤を用いるものであつて、こ
のPLZT基盤は、溝の形成により特定方向に応力
が加わつており、屈折率が方向によつて異なつて
いて異方性結晶と同様に自然複屈折を生じるよう
になつている。 〈従来技術の説明〉 従来、温度検出用の複屈折結晶としてLiNbO3.
LiTaO2.SiO2等を用いたものがある（例えば電気
学会研究報告OQD81−69（1981）谷内．辻本「服
屈折結晶を用いた光フアイバ型温度センサー」）。 しかしながら、このような複屈折結晶を温度検
出手段とする温度計においては、自然複屈折Δn
が比較的大きいため、測定感度が低く、又温度測
定範囲が−10〜40℃程度と狭いという欠点があつ
た。 〈本考案の目的〉 本考案は、従来技術におけるこれらの欠点に鑑
がみてなされたもので測定範囲が広く、且つ測定
感度の高い温度検出装置を実現しようとするもの
である。 〈本考案の構成〉 本考案に係る装置は、PLZT基盤上に所定ピツ
チで配列する溝を形成すると、加工歪によつて電
圧を印加しなくてもリターデーシヨンが生じ、こ
のリターデーシヨンが温度に応じて変化する点に
着目してなされたもので、所定ピツチで配列する
溝を形成したPLZT基盤と、このPLZT基盤に光
を照射する手段と、前記PLZT基盤を透過した光
の量を検出する手段とを具備し、前記透過光の量
から温度を検出するようにした点に特徴がある。 〈実施例の説明〉 第１図は、本考案の一例を示す構成図である。
図において、１は光源で、たとえばLED・レー
ザ等が用いられている。２１，２２はレンズ、３
は溝型PLZT基盤で、温度検出手段としての役目
をなしている。４１，４２はPLZT基盤３をサウ
ンドウイツチ状に挟んでいる偏光子と、検光子
で、その偏波面は、互いに90゜となるように配置
されている。５は偏光子・溝型PLZT基盤・検光
子をそれぞれ通つた光を検出する光検出手段であ
る。 第２図は、溝型PLZTの一例を示す構成斜視図
である。PLZT基盤３０は組成９／65／35のもの
を用い、ピツチ100μｍ、溝幅40μｍ、深さ300μｍ
程度の溝３１が形成されている。ここで、PLZT
基盤３０の組成式は、次式で与えられる。 Pb1−Ｘ／100LaＸ／100(ZrY/100TiZ/100)1 −Ｘ／100Ｏ そして、通常その組成を表すのに上記の式の
Ｘ／Ｙ／Ｚが用いられる。 これらのＸ，Ｙ，Ｚは、 Ｙ＋Ｚ＝100 Ｏ≦Ｘ≦100 を満足する任意の整数であればよい。 上記において組成９／65／35とは、上式におい
て、Ｘ／Ｙ／Ｚ＝９／65／35ということである。
この溝は、例えばダイシングソーによつて形成さ
れるもので、これにより加工歪が生じて、電圧を
印加しなくともリターデーシヨンが生じることと
なる。 第１図において、光源１から出た光は、レンズ
２１によつて平行光となり、偏光子・溝型
PLZT・検光子を通つてレンズ２２で集光され、
光検出器で検出される。 第３図は、温度検出手段であるところのPLZT
基盤の温度と、光検出器で検出される光の透過量
との関係を示す特性線図である。光の透過量は、
20℃で330μW、80℃では100μWとほぼ直線的に
変化する。従つて、光検出器からの信号の大きさ
から、周囲温度を知ることが出来る。 第４図は、本考案の他の実施例を示す構成図で
ある。この実施例では、光源１からの光をハーフ
ミラー６を通して光フアイバー７に導き、この光
フアイバーから出た光を偏光子４１、レンズ２２
を介して溝型PLZT３に照射させるようにしたも
のである。溝型PLZT３は反射面３３が設けられ
ており、ここで反射した光は、再び光フアイバー
７を介して導かれ、ハーフミラー６で反射し光検
出器５で検出される。この実施例に依れば、温度
検出部を小型に構成させることができる。 次の表は、温度検出手段として用いられる各材
料と、本考案に用いられている溝型PLZT基盤の
自然複屈折Δnを、比較の為に示したものである。
【表】
〈本考案の効果〉
以上説明した様に、本考案に係わる装置は、測
定範囲が広く、又測定感度が高いという特徴があ
る。
定範囲が広く、又測定感度が高いという特徴があ
る。
第１図は本考案に係わる装置の一例を示す構成
図、第２図は、本考案に用いられている溝型
PLZT基盤の一例を示す構成図、第３図はPLZT
基盤の温度と、光検出器で検出される光の透過量
との関係を示す特性線図、第４図は本考案の他の
実施例を示す構成図である。 １……光源、２１，２２……レンズ、３……溝
型PLZT、５……光検出器。
図、第２図は、本考案に用いられている溝型
PLZT基盤の一例を示す構成図、第３図はPLZT
基盤の温度と、光検出器で検出される光の透過量
との関係を示す特性線図、第４図は本考案の他の
実施例を示す構成図である。 １……光源、２１，２２……レンズ、３……溝
型PLZT、５……光検出器。
Claims (1)
- 所定ピツチで配列する溝を形成したPLZT基盤
と、このPLZT基盤に光を照射する手段と、前記
PLZT基盤を透過した光の量を検出する手段とを
具備し、前記透過光の量から温度を検出するよう
にした温度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10839083U JPS6015640U (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 温度検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10839083U JPS6015640U (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 温度検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6015640U JPS6015640U (ja) | 1985-02-02 |
| JPH0124604Y2 true JPH0124604Y2 (ja) | 1989-07-25 |
Family
ID=30252895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10839083U Granted JPS6015640U (ja) | 1983-07-13 | 1983-07-13 | 温度検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6015640U (ja) |
-
1983
- 1983-07-13 JP JP10839083U patent/JPS6015640U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6015640U (ja) | 1985-02-02 |
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