JPH02210224A - Acoustic signal detection method and apparatus - Google Patents

Acoustic signal detection method and apparatus

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JPH02210224A
JPH02210224A JP33526389A JP33526389A JPH02210224A JP H02210224 A JPH02210224 A JP H02210224A JP 33526389 A JP33526389 A JP 33526389A JP 33526389 A JP33526389 A JP 33526389A JP H02210224 A JPH02210224 A JP H02210224A
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JP
Japan
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flexible
acoustic signal
optical fiber
thin film
viscous
Prior art date
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Pending
Application number
JP33526389A
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Japanese (ja)
Inventor
Schmadel Donald
ドナルド シュマデル
H Carver William
ウイリアム エッチ.カルバー
Gold Gordon
ゴートン ゴウルド
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Chevron USA Inc
Original Assignee
Chevron Research and Technology Co
Chevron Research Co
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Publication date
Application filed by Chevron Research and Technology Co, Chevron Research Co filed Critical Chevron Research and Technology Co
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  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE: To reduce the cost by determining the size of opening for passing a viscous substance depending on the pressure difference of fluid between the space surrounded by a thin film embedded with an optical fiber and an end cap and the space on the outside of thin film. CONSTITUTION: A thin film 7 is formed around a tubular framework 6 and a single mode optical fiber 8 is wound spirally around the thin film 7 thus forming spaces 9, 16 between the thin film 7 and an end cap 17. When this hydrophone is immersed into a fluid, a part of the fluid flows through a hole 15 into the hydrophone to elongate a bladder 12. Consequently, static pressure in the spaces 9, 16 is equalized to the static pressure of fluid on the outside of hydrophone and the fluid stops to flow through the hole 15. The hole 15 and the equalization hole 10 are made small enough to slow down the equalization rate. Variation of acoustic signal measured by the hydrophone causes the thin film 7 to expand or contract radially and to elongate or shrink the fiber 8 longitudinally.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学ファイバを用いた音響信号検知方法及び音
響信号検知装置°に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an acoustic signal detection method and an acoustic signal detection apparatus using an optical fiber.

例えば、光学ファイバの中を通る光の位相変調か周波数
変調のいずれかにおける先行技術は光学ファイバ中を伝
播する光に課せられるべき信号を)?イバを力学的また
は音響学的に励起するのに使用するという点で音響−光
学効果を利用した。
For example, is the prior art in either phase modulation or frequency modulation of light passing through an optical fiber (the signal to be imposed on the light propagating in the optical fiber)? The acousto-optic effect was utilized in that it was used to mechanically or acoustically excite the fibers.

この力学的または音響学的励起はファイバのコアの光学
的指数に変化を生じさせる。その結采ファイバ中を伝わ
る光における光学距離が変化する。
This mechanical or acoustic excitation causes a change in the optical index of the fiber's core. The optical distance of light traveling through the spliced fiber changes.

この光はそれゆえ信号により位相と周波数が変調される
。ガラスファイバにJ3いては光学的指数の変化は与え
られた力学的または音響学的励起エネルギーに対して極
めて小さい。十分な変調を得るために、このことは高レ
ベルの信号エネルギーが長い相互作用長のいずれかを必
要としこの相互作用長とは変調が生じる点で音響学的に
励起されるはずのファイバの長さのことである。直接の
音響学的励起に対する光学ファイバの感度はJ、 A。
This light is therefore modulated in phase and frequency by the signal. For glass fiber J3, the change in optical index is extremely small for a given mechanical or acoustic excitation energy. To obtain sufficient modulation, this means that the high level signal energy requires either a long interaction length, which is the length of the fiber that must be acoustically excited at the point where the modulation occurs. It's about that. The sensitivity of optical fibers to direct acoustic excitation is described in J, A.

BucaroによりApplied 0ptics、 
Vol、1B、 Nch6゜1979年3月15日号に
説明されている。
Applied 0ptics by Bucaro,
Vol. 1B, Nch 6°, March 15, 1979 issue.

本発明の信号エネルギーで単一モードファイバを伸ばし
て位相変調を起こさせるセンサーにおいて使用するため
のクラッドの厚さを薄クシた単一モードのファイバを構
成する。また本発明で用いる直径が大きい光学ファイバ
から低いオーダーのモードの光学ファイバも構成する。
A single mode fiber with a thin cladding is constructed for use in a sensor in which phase modulation is caused by stretching the single mode fiber with signal energy according to the present invention. Moreover, the optical fiber of a low order mode is also constructed from the optical fiber with a large diameter used in the present invention.

これら2つの光学ファイバを現在入手できる光学ファイ
バのエツチングにより成し遂げる。
These two optical fibers are accomplished by etching currently available optical fibers.

S、に、 5heelとJ、H,Cafeによりopt
ics tetters。
Opted by S, 5heel and J, H, Cafe
ics tetters.

Vol、4.No、10.1979年10月号のf’ 
Acoustic 5ensitivity of S
ingle NodeOptical Power D
ividcrsJにおいて説明されているJ:うに、先
行技術では単一モードファイバはその増加または減少す
る音11@度やモード構造にお1ノる変化を考慮せずに
その光伝導性を減少させるためにエツチングする。この
ような効果、すなわち減少した光伝導性、は本発明の目
的に好ましくないと考えうえ本発明は具体的にはこれを
最少にするための装置を与える。
Vol.4. No, 10. f' October 1979 issue
Acoustic 5sensitivity of S
ingle Node Optical Power D
In the prior art, single-mode fibers have been used to increase or decrease their optical conductivity without taking into account any changes in their acoustic power or mode structure, as described in J. Etching. It is believed that such an effect, ie, reduced photoconductivity, is undesirable for purposes of the present invention, and the present invention specifically provides an apparatus for minimizing it.

本発明は単一モードの光学ファイバ内で光を反射させる
ために長さが制限された分配波長反射器に用いることが
できる。このような反射はrHethod And A
pparatus For l1adiant Ene
rayModulation In 0ptical 
FibresJという名称の米国特許出願第08857
9号と、に、0.旧11らによるApplied Ph
ysics Letters、32 (10) 、 1
978年5月15日号における[Ph0tO3OnSi
tiVityin  0ptical  Fibre 
 WaV+30LlidQS  :  App)ica
tion  t。
The present invention can be used in limited length distributed wavelength reflectors to reflect light within a single mode optical fiber. Such a reflection is rHethod And A
pparatus For l1adiant Ene
rayModulation In 0ptical
U.S. Patent Application No. 08857 entitled FibresJ
No. 9 and ni, 0. Applied Ph by former 11 et al.
ysics Letters, 32 (10), 1
[Ph0tO3OnSi in the May 15, 978 issue
tiVityin 0ptical fiber
WaV+30LlidQS: App)ica
tion t.

Rerlectton Fitter Fabrica
tion Jに説明されている。
Relectton Fitter Fabrica
tion J.

本発明はまたファブリ−ベロ干渉計に似ている装置にお
いて光学ファイバ内で反射を起こす反射器に用いること
ができる。このような装置はP、G。
The present invention can also be used in reflectors that cause reflections within optical fibers in devices similar to Fabry-Bello interferometers. Such devices are P,G.

C1cloにより1979年9月1日号のApplie
dOptics、 Vol、 18 、 Ha 17の
「Fibre 0ptic11ydrophone: 
Improved 5train Conriaura
tionand Environmental No1
se ProtectionJに説明されている。この
反射器の装置をその多数の部品の1つとして用いる新規
な検出装置を与える。
Applie, September 1, 1979 issue by C1clo
dOptics, Vol. 18, Ha 17 “Fibre Optic 11 Hydrophone:
Improved 5train Conriaura
tionand Environmental No1
se ProtectionJ. A novel detection device is provided that uses this reflector device as one of its multiple components.

本発明は新規な種類の光学ファイバエネルギーセンサー
を備えている。
The present invention comprises a novel type of fiber optic energy sensor.

本発明はエツチングされた単一モードファイバをエネル
ギーセンサーとして用いている。このエネルギーセンサ
ーは次のように動作する。
The present invention uses an etched single mode fiber as an energy sensor. This energy sensor works as follows.

感知されたり検出されるべき信号エネルギーが生じてエ
ツチングされた単一モードファイバを伸ばす。エツチン
グされた単一モードファイバは単一モードのガラスクラ
ンドファイバでありそのタラッディングの厚さはその強
度を弱めるように特定の同まで減らされている。本発明
は、エツチングされた単一モードファイバの光伝導特性
を保持することが必要である時、除去されたガラスクラ
ッドの部分を光学的指数が単一モードファイバのコアの
材料のそれよりも低くかつ弾性率が置き替えるガラスク
ランドのそれよりも低いプラスチック材料に置き替えら
れるということを仮定する。
Signal energy to be sensed or detected is generated and stretches the etched single mode fiber. Etched single mode fiber is a single mode glass-clad fiber whose thickness has been reduced to a certain degree to weaken its strength. When it is necessary to preserve the photoconductive properties of an etched single-mode fiber, the present invention provides a method for removing portions of the glass cladding that have an optical index lower than that of the material of the core of the single-mode fiber. It is also assumed that the plastic material is replaced with a plastic material whose modulus of elasticity is lower than that of the glass crimp to be replaced.

このようなエツチングされた単一モードファイバはより
弱いために伸張や圧縮に対しより敏感である。与えられ
た量の信号エネルギーに対して、単一モードファイバは
それがエツチングされた後、より大量に伸びる。
Such etched single mode fibers are weaker and therefore more sensitive to stretching and compression. For a given amount of signal energy, a single mode fiber will stretch a greater amount after it is etched.

先行技術は単一モードファイバの長さを伸ばすことはそ
のコアを伝播している電磁放射における光学距離を変化
させるということを教えている。
The prior art teaches that increasing the length of a single mode fiber changes the optical distance of the electromagnetic radiation propagating through its core.

先行技術はさらに光学距離のこの変化が単一モードファ
イバが伸びる量が増加するとおりに増加するということ
を教えている。先行技術はこの光学距離の変化をファイ
バのコアを伝播している電磁放射を変調するのに用いて
いる。先行技術はまた光学距離の変化の大きさが増大す
るとおりに変調の量が増大するということも教えている
。それゆえ、エツチングされた単一モードファイバで構
成されこのエツチングされた単一モードファイバを長手
方向に伸ばすか圧縮することにより動作する光学ファイ
バエネルギーセンサーは与えられた量の[3エネルギー
に対してより大きな変調をもたらしその結果より高い感
度を示す。
The prior art further teaches that this change in optical distance increases as the amount that the single mode fiber is stretched increases. Prior art uses this change in optical distance to modulate electromagnetic radiation propagating through the core of the fiber. The prior art also teaches that as the magnitude of the change in optical distance increases, the amount of modulation increases. Therefore, an optical fiber energy sensor constructed of an etched single-mode fiber and operated by longitudinally stretching or compressing the etched single-mode fiber can be used for a given amount of [3] energy. It results in a large modulation and therefore higher sensitivity.

本発明に用いて有益なエツチングプロセスを用いて直径
が大きい光学ファイバから少ない形態上の分散を有する
光学ファイバを製造する。
The etching process useful in the present invention is used to produce optical fibers with reduced morphology dispersion from larger diameter optical fibers.

また、本発明に用いて有益なエツチングされた光学ファ
イバを用いる装置を構成するための製造プロセスを与え
る。このプロセスはエツチングプロセスの影響を受けな
い材料で型を構成させる。
It also provides a manufacturing process for constructing devices using etched optical fibers useful in the present invention. This process allows the mold to be constructed of material that is not affected by the etching process.

これらの型はエツチングされるべきファイバを実際の装
置に在るべきであるの、と同一の配列に保持するのに用
いられる。型を実際の装置には無いものであれば除去で
きるようにする種々の手段も詳述される。
These molds are used to hold the fibers to be etched in the same alignment as they should be in the actual device. Various means for allowing the mold to be removed if it is not present in the actual device are also detailed.

本発明を用いた応用例としてエネルギーセン勺−の出力
を実際に光学的に検知波することによりエネルギーセン
サーをより有効にし、こうして電子復調装置の必要とさ
れる以前の極めて大きな帯域幅を実質上減らすようにし
た光復調装置を与える。与えられた光復調装置はまた幾
つかのエネルギーセンサーを同一の光学ファイバにおい
てマルチプレックスし、こうしてハイドO7オンアレイ
のような多重センサー装置にかかるコストを実質上下げ
ることも考慮している。
An example of an application using the present invention is to make the energy sensor more effective by actually optically detecting the output of the energy sensor, thus substantially reducing the previously extremely large bandwidth required by electronic demodulators. Provides an optical demodulator designed to reduce the amount of light. The provided optical demodulator also allows for multiplexing several energy sensors on the same optical fiber, thus substantially lowering the cost of multiple sensor devices such as Hyde O7-on-arrays.

光復調装置は光学ファイバの内側に構成された一対の長
さが制限されたブラッグ反射器の部材の間に各々のエネ
ルギーセンサーを配置している。
The optical demodulator disposes each energy sensor between a pair of limited length Bragg reflector members constructed inside an optical fiber.

配置された各々の一対の反射器は、その中でブラッグ反
射器が作用するような電磁スペクトルの部分における共
振を含むだけの7アブリーペロ型干渉計を構成する。各
々のエネルギーセンサーは一対の反射器の間に配置され
るため、この時信号エネルギーが検出されるとセンサー
のその結果得られる光学距離の変化はファプリーペロ干
渉計の共振をスペクトル的に移行させる。この装置は次
にこのスペクトル移行を、分析干渉計とみなされる第2
の77ブリーベロ干渉計を用いて部分的に復調する。こ
の分析干渉J1の共振はスペクトル移行の増幅を行なう
ようにエネルギーセンサーを含む干渉計のスペクトル分
離に比例するスペクトル分離を有する。エネルギーセン
サー干渉計と分析干渉計を組み合わせたものの出力は本
発明の詳細な説明において与えられる方程式により与え
られる増幅定数倍だけ元のスペクトル移行よりもスペク
トル的に移行する。この装置はまた、各々がそれぞれの
増幅を行なう、1つ以上の分析干渉計の使用も可能であ
る。その結果得られる増幅はその各各が本来のスペクト
ル移行を表示する数の別々の数字に対応する出力を与え
るようにすることができこうして電子検出器及び時間復
調器の帯域幅は減らされる。
Each pair of reflectors arranged constitutes a 7 Abry-Perot interferometer that only contains resonances in that portion of the electromagnetic spectrum in which the Bragg reflector operates. Each energy sensor is positioned between a pair of reflectors, so that when signal energy is detected, the resulting change in optical distance of the sensor spectrally shifts the resonance of the Fapley-Perot interferometer. The device then converts this spectral transition into a second
It is partially demodulated using a 77 Briebello interferometer. This resonance of analytical interference J1 has a spectral separation that is proportional to the spectral separation of the interferometer containing the energy sensor so as to provide amplification of the spectral transition. The output of the combined energy sensor interferometer and analytical interferometer is spectrally shifted more than the original spectral shift by an amplification constant times the equation given in the detailed description of the invention. The device also allows the use of one or more analytical interferometers, each performing its own amplification. The resulting amplification can be made to provide an output corresponding to a number of distinct digits, each representing the original spectral shift, thus reducing the bandwidth of the electronic detector and time demodulator.

この光検波装置は最後に各々のセンサーに対応する各々
の反射器の対に全ての反射器の対とは異なる反射帯域を
持たせることにより幾つかのエネルギーセンサーを同一
のファイバにマルチプレックスすることを考慮している
The optical detector finally multiplexes several energy sensors onto the same fiber by having each reflector pair corresponding to each sensor have a different reflection band than all reflector pairs. is being considered.

この装置は波長走査型レーザを用いており、このレーザ
の出力は一度の1つの反射器の対の共振を走査する。
This device uses a wavelength-scanning laser whose output scans the resonance of one reflector pair at a time.

感度の高い光学ファイバと、エネルギーセンナ−と、こ
のエネルギーセンサーの出力を電気的アナログ信号に変
換することのできる光復vA装置に用いることができる
。まずエネルギーセンサーを説明し次に光復調装置を説
明しよう。
It can be used in sensitive optical fibers, energy sensors, and photoreducer vA devices that can convert the output of the energy sensor into an electrical analog signal. First, let's explain the energy sensor and then the optical demodulator.

光学ファイバエネルギーセンサーの現在の技術はもし単
一モードの光学ファイバが半径方向に圧縮されるか、ま
たは伸ばされるか、あるいは長手方向に圧縮されると、
この時単一モード光学ファイバのコアを伝播している電
磁放射における光学距離が変化するということを教えて
いる。この技術はさらに単一モードファイバが伸び縮み
する量が増大するとおりに、光学距離の変化も増大する
ということを教えている。現在の技術はこの光学距離の
変化を用いてコアを伝播している光の位相変調を起こさ
せる。変調が起こる光学ファイバの長さは相互作用長と
呼称される。
The current technology of optical fiber energy sensors is that if a single mode optical fiber is radially compressed or stretched or longitudinally compressed,
This teaches that the optical distance of electromagnetic radiation propagating through the core of a single mode optical fiber changes. This technique further teaches that as the amount that a single mode fiber is stretched or compressed increases, the change in optical distance also increases. Current technology uses this change in optical distance to cause phase modulation of light propagating through the core. The length of the optical fiber where modulation occurs is called the interaction length.

本発明に用いて有益な光学ファイバにおいて用いるため
のエツチングされた単一モードファイバ、プなわちエネ
ルギーセンサーを与える。単一モードファイバは最も低
いオーダーのモードのみを伝播させるように構成された
ファイバである。単一モードファイバ構成におけるこの
最も低いオーダーのモードは2Fliの縮退である。こ
れらの場合、最も低いオーダーのモードはそれらの偏光
が相互に垂直であるという事実により見分けられる伝播
の2つの状態を含む。
The present invention provides an etched single mode fiber for use in optical fibers, i.e. energy sensors, useful in the present invention. A single mode fiber is a fiber configured to propagate only the lowest order modes. This lowest order mode in a single mode fiber configuration is 2Fli degenerate. In these cases, the lowest order modes contain two states of propagation that are distinguished by the fact that their polarizations are mutually perpendicular.

エツチングされた単一モードファイバはここではそのク
ラッドの厚さが化学反応(例えば、フッ化水素酸の溶液
またはフッ化アンモニウムで緩衝されたフッ化水素酸の
溶液中でのエツチング)、またはイオンミリングにより
薄くした単一モード光学ファイバであると画定する。
Etched single-mode fibers are used in which the thickness of their cladding is reduced by chemical reaction (e.g., etching in a solution of hydrofluoric acid or a solution of hydrofluoric acid buffered with ammonium fluoride), or by ion milling. It is defined as a thin single mode optical fiber.

第1図はエツチングする前のファイバの拡大断面図であ
る。第2図はエッヂフグ後のファイバの拡大断面図であ
る。第1図では、全体として2−1で示したガラスクラ
ッドがKで示した厚さを有することを図示している。第
2図では、クラッド2−2がRで示した薄くされた厚さ
を有することを図示している。第1図と第2図の両方に
おいて、1−1及び1−2で示したコアは、ファイバの
露出表面においてのみなされるエツチングプロセスの性
質により変化しないままである直径■を有する。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of the fiber before etching. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the fiber after edge puffing. FIG. 1 illustrates that the glass cladding, generally designated 2-1, has a thickness designated K. In FIG. 2, the cladding 2-2 is shown to have a reduced thickness indicated by R. In both FIGS. 1 and 2, the cores designated 1-1 and 1-2 have a diameter .largecircle. which remains unchanged due to the nature of the etching process which occurs only at the exposed surface of the fiber.

このようなファイバの有用性をまず感電の方面から説明
し次にエツチングされた単一モードファイバを使用して
いる装置の製造の容易さを説明する。検出すべき与えら
れた量の信号エネルギーEに対して、第1図の、長さが
1で全断面積が$1のファイバは次のような量ΔL1だ
け伸びる。
The usefulness of such fibers will be discussed first in terms of electric shock, and then the ease of manufacturing devices using etched single mode fibers will be discussed. For a given amount of signal energy E to be detected, the fiber of FIG. 1 with a length of 1 and a total cross-sectional area of $1 will be stretched by an amount ΔL1:

ここでYOはファイバ材料の弾性率であり説明のため一
定であり溶融石英の弾性率に等しいと仮定してよい。上
記と同様に導き出し、しかしながら薄クシたクラツデイ
ングの厚さを式(I)に代入すると伸びる聞ΔL が与
えられ、エツチングされたファイバは同一の与えられた
吊の信号エネルギーEにおいてこれに従う。
Here, YO is the elastic modulus of the fiber material and may be assumed for purposes of explanation to be constant and equal to the elastic modulus of fused silica. Derived as above, however, substituting the thin comb cladding thickness into equation (I) gives the elongation ΔL, which the etched fiber follows for the same given suspension signal energy E.

ここで$2はエツチングされたファイバの断面積である
。S はS2よりも大ぎいため式(I)及び式(II)
から、ΔL 〉Δ[1である。光学ファイバ感知の現在
の技術はそれゆえ、与えられた量の信号エネルギーに対
してエツチングされた単一モードファイバは通常の単一
モードファイバよりも光学距離の変化が大きくなり、そ
の結果コアを伝播している光のより大組の位相変調が得
られるということを教えている。
where $2 is the cross-sectional area of the etched fiber. Since S is larger than S2, formula (I) and formula (II)
Therefore, ΔL > Δ[1. Current technology in optical fiber sensing therefore suggests that for a given amount of signal energy, an etched single-mode fiber will have a larger change in optical distance than a regular single-mode fiber, thus propagating through the core. It is taught that a larger set of phase modulation of the light can be obtained.

別の有用性は極めて小さな全体にわたる直径を有するフ
ァイバは現在の方法を用いて構成するのが困難でありた
とえ構成されても、処理がむづかしいという事がわかる
と理解できる。本発明の教えによって、クラッドの厚さ
を薄クシたファイバを使用することもある装置を容易に
入手できる直径がより大きいファイバで構成することが
できる。
Another utility can be appreciated in that fibers with very small overall diameters are difficult to construct using current methods and, even when constructed, are difficult to process. The teachings of the present invention allow devices that may use thin clad combed fibers to be constructed with readily available larger diameter fibers.

このような装置を組み立ててより大きなファイバが適当
な位置にあるような時点に達すると、次にファイバをエ
ツチングすることができ、これにより薄いファイバすな
わち薄いクラッドを有するファイバのそれ以上の処理を
はふける。このプロセスのより詳細な説明は後に続く。
Once such a device has been assembled to a point where the larger fiber is in place, the fiber can then be etched, thereby precluding further processing of thin fibers, i.e. fibers with thin cladding. Indulge. A more detailed explanation of this process follows.

別の有用性は小さなコアの直径を有するファイバを構成
する必要が生じる時に認められ、本発明に用いるファイ
バを直径がより大きなファイバから構成させる。第3図
は直径が大きい光学ファイバの断面、3−3、を示し、
これは直径がFのコア材料、(例えば、石英ガラス)で
ある。直径が大きいファイバはエツチングされこうして
断面が第4図における4−4で示され、小さくなった直
径Gを有する薄いファイバを作る。本発明はさらに直径
Gを有する7フイバを、General Electr
iccorpにより製造されているRTV670シリコ
ンゴムのような、ファイバ自体よりも低い屈折率を有す
る材料5−4でこの時被覆することができこうして小さ
なコア直径を有する光学ファイバを作るということをさ
らに与える。このような小さなコア直径のファイバは導
かれた光学モードの低い数を備えることに有効である。
Another utility is found when it becomes necessary to construct fibers with small core diameters, and the fibers used in the present invention are constructed from larger diameter fibers. Figure 3 shows a cross section of an optical fiber with a large diameter, 3-3;
This is a core material of diameter F (eg quartz glass). The larger diameter fiber is etched, thus creating a thinner fiber having a reduced diameter G, the cross section of which is shown at 4--4 in FIG. The present invention further provides seven fibers having a diameter G of General Electr.
It is further provided that it can then be coated with a material 5-4 having a lower refractive index than the fiber itself, such as RTV670 silicone rubber manufactured by ICcorp, thus creating an optical fiber with a small core diameter. Such small core diameter fibers are effective in providing a low number of guided optical modes.

エツチングプロセスの一実施例として、第3図の、ファ
イバ3−3は80μfflから100μmまでの範囲内
のエツチングする前の直径を有すればよく第4図のエツ
チングされたコア4−4は50μmから5μmまでの範
囲の直径を有すればよい。
As an example of an etching process, the fiber 3-3 of FIG. 3 may have an unetched diameter in the range of 80 .mu.ffl to 100 .mu.m and the etched core 4-4 of FIG. It may have a diameter in the range up to 5 μm.

本発明は第5図と第6図、そして部分的には、第7図に
図示した特定の水中音響エネルギーセンナ−を与える。
The present invention provides a particular underwater acoustic energy sensor as illustrated in FIGS. 5 and 6 and, in part, in FIG.

第5図はその円筒形の形状を説明しているセンサーの端
部図である。第6図はセンサ、−の断面図である。この
センサーは第6図に6で示した、おそらくアルミニウム
でできている、剛性の円筒形の骨組みから成っている。
FIG. 5 is an end view of the sensor illustrating its cylindrical shape. FIG. 6 is a sectional view of the sensor. The sensor consists of a rigid cylindrical framework, shown at 6 in FIG. 6, probably made of aluminum.

この円筒形骨組みの外側表面は平面Hと平面Jの間で直
径が小さくなっている。この円筒形骨組みの周囲には全
体として7で示した柔軟な材料から成る薄膜があり、そ
の中では全体として8で示した単一モード光学ファイバ
が放射状に巻かれている。このような柔軟な材料は、例
えば、シリコンゴムまたはPvCであればよい。このス
リーブは円筒形骨組みの大きい方の直径の端部13′へ
13におけるように接合するかまたは14におけるよう
に締めるかあるいはその両方を行なって、柔軟な薄膜と
剛性の型の直径が小さくなっているところの剛性の円筒
形骨組みとの間に空間9をあける。直径が小さくなって
いるところのこの剛性の円筒形骨組みの壁には円筒形骨
組みの内側の壁から柔軟な薄膜と剛性の骨組みの間の空
間まで延びている等止孔10がおいている。円筒形骨組
みの内側の壁には第6図で11で示しである突起がある
。同様に、円筒形骨・組みの内側ではバラスト供給体と
しての役目を持つ柔軟なブラダ−12が伸びておりタン
ク16を形成しており、これは等止孔10により空間9
と連絡している。空間16及び9は空気、ヘリウム、ま
たはシリコン油のような、別の粘性のある柔軟な材料で
満たす。第6図に示した追加の空間16′をつくる端部
キャップ17も備え、これには穴15がありであり、こ
の穴は端部キャップの各々の厚さを通って伸びている。
The outer surface of this cylindrical framework has a reduced diameter between planes H and J. Surrounding this cylindrical framework is a membrane of flexible material, generally designated 7, within which a single mode optical fiber, generally designated 8, is radially wound. Such a flexible material may be, for example, silicone rubber or PvC. This sleeve is joined as at 13 and/or tightened as at 14 to the larger diameter end 13' of the cylindrical framework so that the diameter of the flexible membrane and rigid mold is reduced. A space 9 is provided between the rigid cylindrical frame and the rigid cylindrical frame. The wall of this rigid cylindrical framework, of reduced diameter, is provided with a constant hole 10 extending from the inner wall of the cylindrical framework to the space between the flexible membrane and the rigid framework. On the inner wall of the cylindrical framework there is a protrusion, designated 11 in FIG. Similarly, inside the cylindrical frame, a flexible bladder 12, which serves as a ballast supply, extends and forms a tank 16, which is closed by a constant hole 10 into a space 9.
I am in touch with you. Spaces 16 and 9 are filled with air, helium, or another viscous flexible material, such as silicone oil. End caps 17 are also provided which create an additional space 16', shown in FIG. 6, and include holes 15 extending through the thickness of each end cap.

第5図、第6図、及び第7図に示したハイドO7オンは
以下のように動作する。
The Hyde O7 ON shown in FIGS. 5, 6, and 7 operates as follows.

このハイドロワ4ンを測定すべき音波を含む流体中に浸
す。任意の特定の深さのところで本発明によりこの流体
の一部を穴15を通してハイドロ7オンへ入れて次に、
12′で示した破線により図示しであるように、突起1
1の周囲でブラダ−12を伸ばし、こうして空間16及
び9における第2の粘性のある柔軟な物質を圧縮するこ
とにより空間9及び16における静圧をハイドロ7オン
の外部の流体における静圧と等しくする。空間16及び
9における圧力が、ブラダ−12を仲ば1際に生じた追
加の圧力を加えて外部の圧力に等しくなると、流体は穴
15を通って流れるのをやめる。穴15及び等止孔10
またはその一方は等化の速度を緩慢にして測定すべき音
圧の間の時間周期よりも極めて長い時間周期にするよう
に十分に小さくする。
This hydrowan 4 is immersed in a fluid containing the sound waves to be measured. At any particular depth, according to the invention, a portion of this fluid is admitted through the hole 15 into the Hydro7on and then:
As shown by the dashed line indicated at 12', the protrusion 1
Stretching the bladder 12 around 1 and thus compressing the second viscous flexible material in spaces 16 and 9 makes the static pressure in spaces 9 and 16 equal to the static pressure in the fluid outside of Hydro 7. do. When the pressure in spaces 16 and 9 equals the external pressure plus the additional pressure created between the bladders 12, fluid ceases to flow through the holes 15. Hole 15 and equal stop hole 10
Alternatively, the speed of equalization may be made slow enough to result in a time period much longer than the time period between the sound pressures to be measured.

ハイドロ7オンにより測定すなわち感知されるべきハ響
信号は周囲の流体圧力における交互の変化から成ってい
る。これらの変化は上述のブラダ−機構により等しくさ
れないため、これらはその代りに柔軟な′薄膜7を半径
方向に膨張させたり収縮させ、こうしてエツチングされ
た単一のモードファイバ8を縦に伸ばしたり圧縮したり
する。
The acoustic signal to be measured or sensed by the Hydro-7 consists of alternating changes in ambient fluid pressure. Since these changes are not equalized by the bladder mechanism described above, they instead cause the flexible membrane 7 to expand and contract radially, thus longitudinally stretching and compressing the etched single mode fiber 8. I do things.

第5図、第6図、及び第7図の水中音響セン丈−が水中
音響信号を感知するのに使用されている開動いている状
態にあることを要求するこれらの応用例では、本発明は
剛性の円筒の軸に平行に取り付けられる強化ストランド
、例えば、第6図と第7図におけるファイバ8′を備え
る。ファイバ8′は柔軟な1s17の外側と内側あるい
はいずれかの表面に接合され剛性の円筒6の周囲の各々
の締付リング14の下方に延びている。締付ける面は柔
軟な薄膜7が取り付けられる剛性の円筒の部分13′で
ある。このような強化ファイバ8′はに0VIar、す
なわら[1uPont社製のタイヤコードファイバ、ま
たはガラスでできていればよい。このような強化ファイ
バ8′は柔軟な薄膜7の長手方向の強度を増すように配
置する。それゆえ、もし第5図、第6゛図、及び第7図
の水中音響センサーが剛性の円筒6の軸方向に加速され
るとその結果生じる柔軟なM膜7の変形は第6図及び第
7図における強化ファイバ8′により小さくされたこと
になる。さらに、この強化ファイバ8′は剛性の円筒6
の軸に平行に配置されると実質上感知すべき音響信号に
より生じるような半径方向の収縮に対する柔軟なWJP
IAの抵抗を増加させない。さらに、柔軟な薄膜の質量
は水中音響周波数レスポンスをシフトさせるという影響
を与える単一モードファイバの巻き線8の密度と同様に
変えることができる。
In those applications that require the underwater acoustic sensor heights of FIGS. 5, 6, and 7 to be in an open position while being used to sense underwater acoustic signals, the present invention It comprises reinforcing strands, such as fibers 8' in FIGS. 6 and 7, attached parallel to the axis of the rigid cylinder. The fibers 8' are bonded to the outer and/or inner surfaces of the flexible iss 17 and extend below each clamping ring 14 around the rigid cylinder 6. The clamping surface is a rigid cylindrical part 13' to which the flexible membrane 7 is attached. Such reinforcing fibers 8' may be made of VIar, tire cord fibers manufactured by Pont, or of glass. Such reinforcing fibers 8' are arranged to increase the strength of the flexible thin film 7 in the longitudinal direction. Therefore, if the underwater acoustic sensor of FIGS. 5, 6 and 7 is accelerated in the axial direction of the rigid cylinder 6, the resulting deformation of the flexible M-membrane 7 will be as shown in FIGS. It is made smaller by the reinforcing fiber 8' in FIG. Furthermore, this reinforcing fiber 8' is connected to a rigid cylinder 6.
flexible WJP against radial contractions such as those caused by an acoustic signal to be substantially sensed when placed parallel to the axis of
Does not increase resistance of IA. Furthermore, the mass of the flexible membrane can be varied as well as the density of the single mode fiber windings 8 which has the effect of shifting the underwater acoustic frequency response.

本発明はまた第8図及び第9図の水中音!#センサーを
与える。第8図は水中音111?ンサーの端部図であり
第9図は第8図のセンサーの断面図でありここにおいて
7−9は単一モードファイバ8−9の螺旋が中に含まれ
ている柔軟な薄膜を示ず。
The present invention also provides underwater sounds as shown in FIGS. 8 and 9! #Give sensor. Figure 8 is underwater sound 111? FIG. 9 is a cross-sectional view of the sensor of FIG. 8 in which 7-9 does not indicate the flexible membrane in which the helix of single mode fiber 8-9 is contained.

この組立体はまたシリコンゴムのような弾性の柔軟な材
料から成る内部円筒202も含み、これは柔軟な薄膜7
−9の内側の壁と接触している。強化ストランド、例え
ば、ファイバ201は柔軟な薄1127−9の軸に平行
に配置し内部円筒物質202と力学的に接触させその半
径方向の柔軟性を大いに変化させることなく内部円筒の
長手方向の強度を強めるようにする。強化ファイバ20
1はにevlarかガラスでできていればよく柔軟な材
料の端部からはみ出して長く延びていてもよくまたセン
サーを適切な位置に固定するために使用すればよい。柔
軟な内部円筒202はまたセンサーを適切な位置に配置
するか固定するために長く延びていてもよい。本発明は
また強化ファイバ201をその長手方向の強度を増すよ
うに柔軟な薄膜7−9の軸に平行なこの薄膜7−9の外
側に力学的に取り付けるということも提供する。センサ
ーの長手方向の強度を僧すことはセンナ−の耐久性をセ
ンナ−の長手方向の加速により生じる半径方向の膨張と
収縮の量を減らすことにもなるが、音響信号に対するセ
ンサーのレスポンス、すなわち放射状の膨張及び収縮、
は減らない。
The assembly also includes an inner cylinder 202 of a resilient, flexible material, such as silicone rubber, which is comprised of a flexible membrane 7.
-9 is in contact with the inner wall. Reinforcing strands, e.g., fibers 201, are placed parallel to the axis of the flexible thin film 1127-9 and in mechanical contact with the inner cylinder material 202 to increase the longitudinal strength of the inner cylinder without significantly changing its radial flexibility. Try to strengthen it. Reinforced fiber 20
1 may be made of evlar or glass and may extend long beyond the end of the flexible material and may be used to secure the sensor in position. The flexible inner cylinder 202 may also be elongated to position or secure the sensor in position. The present invention also provides that reinforcing fibers 201 are mechanically attached to the outside of the flexible membrane 7-9 parallel to the axis of this membrane 7-9 to increase its longitudinal strength. Increasing the longitudinal strength of the sensor also reduces the durability of the sensor by reducing the amount of radial expansion and contraction caused by longitudinal acceleration of the sensor, but it also reduces the sensor's response to acoustic signals, i.e. radial expansion and contraction;
does not decrease.

第8図及び第9図の水中11センサーは以下のように作
eする。センサーを音響信号を含む溶液中に浸す。音響
信号に表われる圧力の周期的な変化が柔軟な薄膜7−9
を膨張させたり収縮させたりする。薄1!7−9が膨張
したり収縮したりするとおりに、エツチングされた単一
モード光学ファイバ8−9は伸びるかまたは圧縮され、
そのため、すでに説明したように、ファイバ8−9のコ
アの中を伝播している電磁放射が変調される。さらに、
内部円筒は同様に放射状に柔軟であるため、これは柔軟
な薄膜の膨張と収縮により小さな抵抗を与える。本発明
は第8図及び第9図のセンサーが単一モードファイバ8
−9としてエツチングされた単一モードファイバを使用
するとよいということを与える。
The underwater 11 sensors shown in FIGS. 8 and 9 are made as follows. The sensor is immersed in a solution containing the acoustic signal. Thin film 7-9 whose periodic changes in pressure appearing in acoustic signals are flexible
expand or contract. As the thin film 1!7-9 expands or contracts, the etched single mode optical fiber 8-9 is stretched or compressed;
Therefore, as already explained, the electromagnetic radiation propagating in the core of the fiber 8-9 is modulated. moreover,
Since the inner cylinder is also radially flexible, this provides less resistance to the expansion and contraction of the flexible membrane. The present invention provides that the sensors of FIGS.
It is shown that it is advantageous to use a single mode fiber etched as -9.

エツチングされた単一モードファイバはあらゆるエネル
ギーセンサーにおいて有効であり、これは1つの信号エ
ネルギーを用いて単一・モードファイバを長手方向に伸
ばすか圧縮させて光学ファイバの光学距離に変化を起こ
させる。エネルギーセンサーによってはこのようなファ
イバの形態上の分散が相互作用長にわたって十分な光の
干渉性を保持する程十分低い場合低いオーダーのモード
の光学ファイバを使用できる。これらのエネルギーセン
サーに対して本発明は第4図の薄いファイバを与える。
Etched single mode fibers are useful in all energy sensors, which use a single signal energy to longitudinally stretch or compress the single mode fiber to cause a change in the optical distance of the optical fiber. Some energy sensors may use lower order mode optical fibers if the morphological dispersion of such fibers is low enough to maintain sufficient optical coherence over the interaction length. For these energy sensors, the present invention provides the thin fiber of FIG.

多重モードステップ指数または階層指数ファイバのよう
に、任意の光学ファイバを長手方向の伸び縮みに対する
その感度を上げるようにエツチングすることができると
いうことに留意すべきである。
It should be noted that any optical fiber can be etched to increase its sensitivity to longitudinal stretch or contraction, such as multimode step index or hierarchical index fibers.

ステップ指数または階層指数ファイバのガラスクラツデ
イングをエツチング除去してぞの%1litl放射の伝
導性を弱めるようにする場合には、本発明はその結果得
られるファイバを図面の2−2′第2図におtノるよう
に、RTV670シリコンゴムのようなファイバコアよ
りも光学的指数が低い材料で被覆して電磁放射を伝導す
るための能力を回復するようにすればよいということを
定める。それゆえ、本発明はその目的に[エツチングさ
れた光学ファイバ」とともに「エツチングされた単一モ
ード光学ファイバ」を含むものであり詳細な説明と特許
請求の範囲の全体を通してエツチングされたファイバが
装置の適切な動作において光の干渉性を十分に保持でき
る程十分に低い形態上の分散を有する時は常にこれらの
専門用語を交換することができまたエツチングされた光
学ファイバの利用目的が長手方向の伸び縮みに対する感
度を上げることである時、または目的は低いオーダーの
モードのファイバ、すなわち、低い形態上の分散を有す
るファイバを与えることである時、または同時にこれら
の目的の両方に対しても然りである。
When the glass cladding of a step index or hierarchical index fiber is etched away to reduce its conductivity for %1 litl radiation, the present invention can be used to remove the resulting fiber from FIG. As shown, it is determined that the fiber core may be coated with a material having a lower optical index than the fiber core, such as RTV670 silicone rubber, to restore its ability to conduct electromagnetic radiation. Therefore, the present invention includes in its object "etched single mode optical fiber" as well as "etched single mode optical fiber" and throughout the detailed description and claims the etched fiber is used in the apparatus. These nomenclatures can be interchanged whenever the etched optical fiber has a low enough morphological dispersion to maintain sufficient optical coherence in proper operation, and the intended use of an etched optical fiber is to When the objective is to increase the sensitivity to shrinkage, or when the objective is to provide a low order mode fiber, i.e. a fiber with low morphology dispersion, or for both of these objectives at the same time. It is.

エツチングされた単一モードファイバを使用するとよい
光学ファイバエネルギーセンサーを以下のような製造方
法で製造する。まず、製造されつつある特定のセンサー
において使用されるべきであるのと同一の配列または構
成にエツチングされるべきファイバを保持する型を造る
。第5図、第6図、及び第7図のハイド0フオンの場合
、ファイバは螺旋状に構成する。このハイドロ7オンに
おける適切な型は第10図に図示したような円筒18で
あり、その周囲には螺旋形の溝19′が刻まれておりこ
の溝にエツチングされていない光学ファイバ20′を巻
き付ける。もし型をエツチングのIa取り除くことを望
むなら、型の材料は)7イバまたは柔軟な薄膜の材料に
損傷を与えない温度でまたは溶液によって溶けるかまた
は溶解して液体の状態になることのできる物質でなけれ
ばならない。このような材料は蜜蝋である。ざらに、型
の材料の中にはファイバのエツチング(蝋をファイバの
適切な場所にこすり付け、こうしてファイバをエツチン
グ剤から保護すればよい)でさえも危くするものがあり
うるため、このような材料から成る型はまず第11図に
おける保護材21′の溶液に浸すかこれをスプレィする
ことにより薄く被覆する。この保護材21′は固まると
エツチングプロセスに影響を与えない。適切な保護材は
、Qptclecom社製のTypel 39  Lo
w Andcx PlasticCladdino 5
olusion 、かにynar 、すなわちPenn
walt Chemical Co、社製のフッ化ビニ
リデンである。エツチングすべきファイバが光を伝導す
るのに十分なガラスクラッドを有していない場合、保護
材がファイバコアのより低い光の屈折率を有するという
ことを定める。TVpel 39  Low Ande
xPlastic Cladding 5otutto
nまたはKl/narは石英ガラスよりも低い光学的指
数を有する。
An optical fiber energy sensor preferably using an etched single mode fiber is manufactured by the following manufacturing method. First, a mold is made that holds the fibers to be etched into the same arrangement or configuration as will be used in the particular sensor being manufactured. In the case of the hydride phons of FIGS. 5, 6, and 7, the fibers are arranged in a helical configuration. A suitable mold for this Hydro7on is a cylinder 18 as shown in FIG. 10, around which is cut a helical groove 19' into which an unetched optical fiber 20' is wound. . If it is desired to remove the mold by etching, the material of the mold must be a material that melts or can be dissolved into a liquid state at a temperature or by a solution that does not damage the material of the substrate or flexible thin film. Must. Such material is beeswax. In general, some mold materials can jeopardize even the etching of the fiber (simply rubbing the wax in the right places on the fiber, thus protecting the fiber from the etching agent). The mold made of the same material is first coated with a thin layer of protective material 21' in FIG. 11 by dipping or spraying the solution. Once this protective material 21' hardens, it does not affect the etching process. A suitable protective material is Type 39 Lo manufactured by Qptclecom.
w Andcx Plastic Cladino 5
olusion, crabynar, i.e. Penn
Vinylidene fluoride manufactured by Walt Chemical Co. If the fiber to be etched does not have enough glass cladding to conduct light, it is determined that the protective material has a lower optical refractive index than the fiber core. TVpel 39 Low Ande
xPlastic Cladding 5otutto
n or Kl/nar has a lower optical index than quartz glass.

必要であれば、ファイバを第10図における22′で示
したようにおそらくエツチングコアの両端部において型
に接合するということも定める。
If necessary, it is also provided that the fiber is bonded to the mold, perhaps at both ends of the etched core, as shown at 22' in FIG.

ずでに説明した保護材は接合剤で十分である。As the protective material explained above, a bonding agent is sufficient.

ファイバの部分をエツチング剤から保護することが必要
である場合、これらの部分も同様に第10図における2
3′で示したようにすでに説明した保護材で被覆すれば
よい。
If it is necessary to protect sections of the fiber from etching agents, these sections should also be protected as shown in FIG.
As shown in 3', it may be covered with the protective material already described.

もし光学ファイバエネルギーセンサーがエツチングされ
た単一モードファイバを使用することになるならば、次
に第10図に図示したように適切な位置にファイバ20
′を備えた型18′をフッ化水素酸かフッ化水素アンモ
ニウムで緩衝されたフッ化水素酸のいずれか、またはフ
ァイバのガラスクラッドを溶解するか除去できる任意の
別の化学薬品の溶液中に置く。通常、このエツチング溶
液は、もし必要であれば、超音波的に攪拌しエツチング
されなければならないファイバの全ての部分の周囲にエ
ツチング剤が入るのを促進する。
If the optical fiber energy sensor is to use an etched single mode fiber, then place the fiber 20 in the appropriate position as illustrated in FIG.
' in a solution of either hydrofluoric acid or hydrofluoric acid buffered with ammonium bifluoride, or any other chemical capable of dissolving or removing the glass cladding of the fiber. put. Typically, the etching solution is ultrasonically agitated, if necessary, to promote entrainment of the etching agent around all portions of the fiber that are to be etched.

エツチング期間(これは経験的に決定できる)が終えた
後金エツチングされたファイバを適切な位置に備えてい
る型を溶液から取り出し、水で洗い、乾燥させ次に溶解
したまたは融解した被覆材の溶液に浸してから取り出す
か、または硬化させるか、乾燥させるか、冷却すると柔
軟な*aの材料になる物質の溶液をスプレィするがさも
なければこれで被覆する。溶液の超音波攪拌はファイバ
の全ての部分の周囲に被覆液が入るのを・促進する必要
がある時に実施される。本発明はまた被覆材の適用は被
覆の均一性と空気ポケットの除去を目的として真空中で
行なうとよいということも規定する。
After the etching period (which can be determined empirically) the mold with the gold-etched fibers in place is removed from the solution, rinsed with water, dried and then coated with the dissolved or melted coating. It can be soaked in a solution and removed, or sprayed with or otherwise coated with a solution of a substance that, when cured, dried, or cooled, becomes a flexible *a material. Ultrasonic agitation of the solution is performed when necessary to promote coating liquid around all parts of the fiber. The invention also provides that the application of the coating material may be carried out in a vacuum for the purpose of coating uniformity and eliminating air pockets.

エツチングの後電磁放射をコアの中に伝導させるのに十
分なりラッディングの厚さを有していないようなファイ
バを使用する場合、本発明は被覆材はコアの材料よりも
低い屈折率を有するということを定める。このような被
覆溶液はすでに説明した保護材かGeneral El
ectric CompanyのRTV670のような
シリコンゴムのいずれかのものであればよい。被覆溶液
の粘性は溶液から取り出す時に型に残っている被覆の厚
さを14mする手段として変えることができる。被覆溶
液の粘性が低いとより薄い被覆が与えられる。被覆溶液
から取り出した型は次に溝の在る所で均一な膜を達成す
るために被覆物が固まるまで回転ざIる。第12図はエ
ツチングと液浸プロセスの後完成した第10図の型及び
ファイバを示す。エツチングされたファイバは20−E
で示してあり柔軟な薄膜材は124で示しである。
When using such a fiber that does not have a cladding thickness sufficient to conduct electromagnetic radiation into the core after etching, the present invention provides that the cladding has a lower index of refraction than the material of the core. stipulate that Such a coating solution may be the protective material already described or the General El
Any silicone rubber such as RTV670 from Electric Company may be used. The viscosity of the coating solution can be varied as a means of increasing the thickness of the coating remaining on the mold to 14 m upon removal from the solution. A lower viscosity of the coating solution provides a thinner coating. The mold, removed from the coating solution, is then rotated until the coating hardens to achieve a uniform coating where the grooves are. FIG. 12 shows the completed mold and fiber of FIG. 10 after the etching and immersion process. Etched fiber is 20-E
The flexible thin film material is indicated by 124.

第12図における被覆物が凝固した後、被覆物と保護材
を通って型の材料の中へ延びている穴をあ【プる。この
ような穴の位置は型の材料が溶融または溶解により除去
できしかも被覆物中のファイバに損傷を与えないように
選択しなければならない。このような穴125は第12
図に示しである。
After the coating in FIG. 12 has solidified, holes are drilled extending through the coating and protector into the mold material. The location of such holes must be selected so that the material of the mold can be removed by melting or melting without damaging the fibers in the coating. Such a hole 125 is the 12th
It is shown in the figure.

型を収縮させて柔軟なwJIlm及び保護材から#i脱
し、こうして第12図におけるPと記された平面におい
て薄膜を切り取ることにより形成される第12図におけ
る極めてより大きな開口126を通して型を取り出しや
すくするように液体窒素で冷却できるテフロンのような
材料で型ができているとよい。さらに、型はその除去を
助けるように崩壊するとよいと思われる。第5図、第6
図、及び第7図のハイドロ7オンにおいて、つぶせる適
切な型が端部図の第13図に示しである。
The mold is contracted to #i out of the flexible wJIlm and protective material, thus facilitating removal of the mold through the much larger opening 126 in FIG. 12 formed by cutting the membrane in the plane marked P in FIG. It is best if the mold is made of a material such as Teflon that can be cooled with liquid nitrogen. Additionally, it would be advantageous for the mold to disintegrate to aid its removal. Figures 5 and 6
In the Hydro 7-on of FIG. 7 and FIG. 7, a suitable mold for collapsing is shown in FIG. 13, an end view.

第13図は円筒257の端部図である。キーと呼称され
るこの円筒の除去部分は256で示しである。キー25
6は円筒の軸に平行にかつ円筒の全長において延びてい
る。Zzで示されている矢印はキーのその除去を助ける
ための動きを説明している。キーの除去により、円筒2
57は半径方向につぶれそのためエツチング及び液浸後
の柔軟な薄膜材からの除去が可能になる。
FIG. 13 is an end view of cylinder 257. The removed portion of this cylinder, called the key, is indicated at 256. key 25
6 extends parallel to the axis of the cylinder and over the entire length of the cylinder. The arrow marked Zz illustrates the movement of the key to aid in its removal. By removing the key, cylinder 2
57 collapses radially so that it can be removed from the flexible thin film material after etching and immersion.

もしエツチングされていない光学ファイバを備えるため
に柔軟なスリーブまたはおおいを使用する光学ファイバ
エネルギーセンサーを製造したいならば、本発明はまた
上述の製造プロセスからエツチング及び洗浄工程を除去
することも可能である。
If it is desired to manufacture a fiber optic energy sensor that uses a flexible sleeve or shroud to provide the unetched optical fiber, the present invention can also eliminate the etching and cleaning steps from the manufacturing process described above. .

本発明を用いた応用例として光復調装置を第14図に示
す。第14図を参照すると、24は光学ファイバを示し
ておりその上には何対かの長さがti1限された分配ブ
ラッグ反射器25が取り付けである。長さがυ1限され
た分配ブラッグ反射器tよ、本発明で使用されているよ
うに、光学ファイバ中を伝播している電磁放射の特定の
波長帯域を一部反射して線源へ戻し一部は先へ伝送して
光学ファイバに通しまたこれらの特定の波長帯域のスペ
クトル的に外側にある光は先に伝送してほとんど影響を
受けない光学ファイバに通させる装置である。
FIG. 14 shows an optical demodulator as an application example using the present invention. Referring to FIG. 14, 24 designates an optical fiber onto which are mounted several pairs of distributed Bragg reflectors 25 of length ti1. A distributed Bragg reflector t of length υ1, as used in the present invention, partially reflects a specific wavelength band of electromagnetic radiation propagating in an optical fiber and returns it to the source. The device is such that light that is spectrally outside these particular wavelength bands is transmitted first and passed through an optical fiber where it is largely unaffected.

このような反射器は光学ファイバのコアを取り囲んでい
るクラッドの光学的指数の空間的な周期的摂動を起こし
てコアの軸に平行な方向に空間的周期が存在しかつ光学
ファイバにおいて光の干渉性が保持されるような長さを
この空間的周期が超えないようにすることにより構成す
ればよい。空間的な周期的摂動はファイバの長さからク
ラッドを部分的に除去し次にファイバを光の回折格子に
向りて配置して回折格子の歯がコアの軸に垂直となるよ
うにすることにより起こすことができる。反射率の大き
さはクラッドをより多くまたはより少なく除去しそのた
め光回折格子をコアへ近づけるか遠ざけることにより増
大させるか減少させればよくこれについては1979年
10月26日付で出願された米国特許出願第08857
9号に開示されている。このような反射器はII i 
l lらにより開発されrPhoLosensitiv
ity in 0f)tical FiberWaVe
(luides:ADI)licatiOn tORe
r+ect+on FilterFdbricatio
n J^pplied Physics Lettrs
; # 32(10)、1978年5月15日号に説明
されている方法を用いて構成することもでき、ここでは
反射波長帯域が次の時生じるということを示している。
Such a reflector causes a spatial periodic perturbation of the optical index of the cladding surrounding the core of the optical fiber so that the spatial periodicity exists in a direction parallel to the axis of the core and there is no interference of light in the optical fiber. The spatial period may be configured by ensuring that the spatial period does not exceed a length such that the property is maintained. The spatial periodic perturbation involves partially removing the cladding from the length of the fiber and then orienting the fiber toward the optical grating so that the teeth of the grating are perpendicular to the axis of the core. This can be caused by The magnitude of the reflectance can be increased or decreased by removing more or less of the cladding and thus moving the optical grating closer or further away from the core, as described in U.S. Pat. Application No. 08857
It is disclosed in No. 9. Such a reflector is II i
rPhoLosensitiv developed by l l et al.
ity in 0f)tical FiberWaVe
(luides:ADI)licatiOn tORe
r+ect+on FilterFdbrication
n J^pplied Physics Lettrs
#32(10), May 15, 1978, where it is shown that the reflected wavelength band occurs when:

λ、H”’ 2 n d M            
(III )ここでλCHはMの特定の値に対する反射
波長帯域の中心であり、 nは光学ファイバコアにおける有効な光学的指数、 dはブラッグ反射器を作る摂動の空間的周期、Mはゼロ
より大きい整数であり反射帯域の・オーダーと呼称され
る。
λ, H”' 2 n d M
(III) where λCH is the center of the reflected wavelength band for a particular value of M, n is the effective optical index in the optical fiber core, d is the spatial period of the perturbation that creates the Bragg reflector, and M is less than zero. It is a large integer and is called the order of the reflection band.

幅、Δλ  は特定のブラッグ反射器がとりつるH1 反射強度の全体の半分の点において測定される特定の反
射帯域の全スペクトル幅である。これは先行技術におい
て次のようになることが示されている。
The width, Δλ, is the total spectral width of a particular reflection band measured at the half point of the total H1 reflection intensity captured by a particular Bragg reflector. This has been shown in the prior art to be the case.

ここで1は長さが制限されたブラッグ反射器の長さであ
る。
Here 1 is the length of the length-limited Bragg reflector.

再び第14図を参照すると、反射器の対25にはA、B
、C,・・・が付けである。各々の対における反射器は
いずれも同じ波長帯域を空間的に反射しかつ、例えばd
と1を調節することにより同一の透過スペクトルを有す
るように作る。しかしながら、各々の対は再びdと1を
式(III)と式(IV)に従って調節することにより
、あらゆる別の対の反射波長帯域とはスペクトル的に異
なる特定の波長帯域を反射するように作り、そのため使
用ずべき各々の反射器におけるこれらの特定の波長帯域
だけの内の少くとも1つを含む波長間隔w、i。
Referring again to FIG. 14, reflector pair 25 includes A and B.
, C, . . . are attached. The reflectors in each pair both spatially reflect the same wavelength band and e.g.
By adjusting and 1, they are made to have the same transmission spectrum. However, each pair can again be made to reflect a particular wavelength band that is spectrally different from that of any other pair by adjusting d and 1 according to equations (III) and (IV). , so that the wavelength interval w,i includes at least one of only these specific wavelength bands in each reflector to be used.

が存在する。exists.

各々の対25は単一モードファイバ24の内側でファプ
リーベロ型干渉計を構成している。このファプリーペロ
型干渉計は特定の対を形成している分配ブラッグ反射器
の反射波長帯域内にスペクトル的にある電磁放射に対し
てのみ反応しやすい。
Each pair 25 constitutes a Fapley-Bello interferometer inside the single mode fiber 24. This Fapley-Perot interferometer is sensitive only to electromagnetic radiation that lies spectrally within the reflection wavelength band of a particular pair of distributed Bragg reflectors.

第15図は特定の反cA器の対の透過の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of the transmission of a particular anti-ca pair.

第15図を参照すると、縦座標は特定の反射器の対を通
過する電磁放射の透過を表わし横座標はファイバ24の
中を伝播して反射器の対に入射する電1atIi射の波
長を表わしている。スペクトル的に特定の対の反射波長
帯域の外側にある電磁放射は実際に影響を受けず伝送さ
れる。このような放射は第15図に領域aで示されてい
る。
Referring to FIG. 15, the ordinate represents the transmission of electromagnetic radiation through a particular reflector pair and the abscissa represents the wavelength of the electromagnetic radiation propagating through the fiber 24 and incident on the reflector pair. ing. Electromagnetic radiation that lies spectrally outside a particular pair of reflected wavelength bands is transmitted virtually unaffected. Such radiation is shown in FIG. 15 as area a.

ファイバの中を伝播しておりスペクトル的に特定の反射
器の対の反射帯域内にある電1titli射の最大の閣
は反射器の対を通して先へ伝送されこの時波長は ここでOPLは反射器の間の光学距離でありNは正の整
数である。もし ならば電磁放射の最小の量が反射器の対を通して先へ伝
送される。
The largest beam of radiation propagating in the fiber and spectrally within the reflection band of a particular reflector pair is transmitted forward through the reflector pair, where the wavelength is OPL. N is a positive integer. A minimum amount of electromagnetic radiation, if any, is transmitted forward through the reflector pair.

その結果第15図の領域すに示されているようなスペク
トル的に周期的な透過が起こる。
As a result, spectrally periodic transmission occurs as shown in the region of FIG.

インターフェロメトリーの分野において教えられている
ように、第15図にJ3いて300でボされている透過
ピークのスペクトル幅は透過ピークの原因となる反射器
の対を構成する長さが制限されたブラッグ反射器の反射
率の大きさを変えることにより透過ピークのスペクトル
分離Δλに関して変更することができる。このことはす
でに説明したように達成することができる。
As taught in the field of interferometry, the spectral width of the transmission peak, marked J3 and 300 in Figure 15, is limited by the length of the reflector pair responsible for the transmission peak. By varying the magnitude of the reflectance of the Bragg reflector, the spectral separation Δλ of the transmission peaks can be varied. This can be achieved as already explained.

第15図の波長fIA域すにおけるビーク300の数は
次のように与えられる。
The number of peaks 300 in the wavelength fIA range of FIG. 15 is given as follows.

X〜□                 (■)ここ
で7は単一モードファイバの軸に沿って測定されるよう
な反射器の間の幾何学的長さ、1はファイバの軸に沿っ
て測定されるような分配ブラッグ反射器の長さである。
X~□ (■) where 7 is the geometric length between the reflectors as measured along the axis of the single mode fiber and 1 is the distribution Bragg as measured along the axis of the fiber is the length of the reflector.

一対の2つの反射器の門の光学距離が変化するとおりに
、第15図に示した波長領1i1b内の透過ピークは、
式(V)で示されているように、スペクトル的にこの領
tub内で移行する。
As the optical distance between the gates of the pair of two reflectors changes, the transmission peak in the wavelength region 1i1b shown in FIG.
Spectrally shifts within this region, as shown in equation (V).

本発明を用いたこの応用例において一対の2つの反射器
の間に配置されている光学ファイバ24の長さの一部分
または全部を光学ファイバエネルギーセンサー、例えば
、第5図、第6図、及び第7図の音響エネルギーセンサ
ーの相互作用長にする。すでに説明したように、このよ
うなセンサーは検出される信号エネルギーで光学ファイ
バの長さを長平方向に伸ばすか縮めるかしてその光学距
離を変化させることにより作動する。それゆえ、例えば
、信号を検出している光学ファイバエネルギーセンサー
の相互作用長がその内側に位置するような、反射器の対
Bにおいては、この対Bの第15図の領lil!bの透
過ピークは検出されている信号エネルギーにより起こさ
れるようにスペクトル的に移行する。
In this application using the present invention, a portion or all of the length of optical fiber 24 disposed between a pair of two reflectors may be used as an optical fiber energy sensor, e.g. Let's use the interaction length of the acoustic energy sensor in Figure 7. As previously discussed, such sensors operate by changing the optical distance of an optical fiber by elongating or contracting the length of the optical fiber with the detected signal energy. Therefore, for example, in a pair B of reflectors, within which the interaction length of the optical fiber energy sensor detecting the signal is located, the region of FIG. The transmission peak of b shifts spectrally as caused by the signal energy being detected.

再び第14図を参照すると、波長走査型レーザ26を用
いて電磁放射を供給し電磁放射は一トに反射器の対25
が配置された単一モードファイバ24の中へ適切な集光
レンズ27によって入射される。レーザ26の出力は特
定の波長領域について走査すなわちヂt7−プされる。
Referring again to FIG. 14, a wavelength-scanning laser 26 is used to provide electromagnetic radiation which is then directed to a pair of reflectors 25.
is incident by a suitable condenser lens 27 into a single-mode fiber 24 in which a single mode fiber 24 is arranged. The output of laser 26 is scanned or dipped for a particular wavelength range.

第16図は本発明に適切なレーザ出力のグラフである。FIG. 16 is a graph of laser power suitable for the present invention.

走査範囲はΔλ、であり、第16図にそのように記しで
ある。
The scanning range is Δλ, and is marked as such in FIG.

したように波長間隔w、i、になるように選択しそのた
め第14図における各々の対25の第15図の反射器波
長帯域領域すがスペクトル的に走査範囲内に入るように
する。
The wavelength spacing w,i, as described above, is chosen so that the reflector wavelength band region of FIG. 15 of each pair 25 of FIG. 14 is spectrally within the scanning range.

もう−魔笛14図を参照すると、組立体はレーザ出力ビ
ームの一部を以後[基準ファプリーベロ」干渉計と呼称
される)7ブリーベロ干渉計28へ向けるためのビーム
スプリッタ−127を含んでいる。レーザの出力波長λ
、が次のようなものである時、 ここでQは正の整数、1〕はファプリーベロ干渉計28
を構成している反(l14各の間の光学距離。
Referring to FIG. 14, the assembly includes a beam splitter 127 for directing a portion of the laser output beam to a seven-Brievero interferometer 28 (hereinafter referred to as the reference Fabry-Bello interferometer). Laser output wavelength λ
, where Q is a positive integer and 1] is the Fapley-Bello interferometer 28
The optical distance between each of the anti(l14) that constitutes.

基準ファプリーベロ干渉計28はこの放射の一部を第1
4図の光検出器29へ伝送し、この光検出器29はこの
時電気的基準信号を発生する。光検出器29は市販され
ている装置であり、例えば、Iexas In5tru
l(!ntS Inc、により!!IJ造されている#
T[XLであり、その出力は電気的信号であり、その信
号の振幅は入射放射の振幅の周知の関数である。
A reference Fapley-Bello interferometer 28 directs a portion of this radiation to the first
4 to a photodetector 29, which then generates an electrical reference signal. Photodetector 29 is a commercially available device, for example Iexas In5tru
l (! IJ built by ntS Inc.
T[XL, whose output is an electrical signal whose amplitude is a well-known function of the amplitude of the incident radiation.

もしレーザが第16図におけるように走査していると、
基準)7ブリーベロ干渉旨128の透過出力は各々がM
準ファプリーペロ干渉計28の共振に対応する一連の時
間的に分離したピークとなる。
If the laser is scanning as in Figure 16,
Standard) The transmitted output of 7Brievero interference effect 128 is M
This results in a series of temporally separated peaks corresponding to the resonance of the quasi-Fapley-Perot interferometer 28.

本発明は基準ファプリーベロ干渉計28の光学距10を
取り決めて各々の反射器の対25における反射器の空間
的な周期をレーザ走査範囲Δλ。
The present invention determines the optical length 10 of the reference Fapley-Bello interferometer 28 and adjusts the spatial period of the reflectors in each reflector pair 25 to the laser scanning range Δλ.

においては基準ファブリ−ペロ干渉計28の透過ピーク
が対25の各々の反射器の反射器波長帯域に極めて近い
波長のところで生じるように選択する。
The transmission peak of the reference Fabry-Perot interferometer 28 is selected to occur at a wavelength very close to the reflector wavelength band of each reflector of the pair 25.

再び第14図を参照すると、単一モードファイバ24の
出力端部、すなわち、レーザビームが入射するのとは反
対の端部、は第14図に図示したようにファプリーベロ
干渉計30に焦点を合わせた適切な焦点整合機構32に
接続している。この干渉計30の出力は光検出器31へ
向けられる。
Referring again to FIG. 14, the output end of the single mode fiber 24, ie, the end opposite to where the laser beam is incident, is focused into a Fapley-Bello interferometer 30 as illustrated in FIG. and a suitable focusing mechanism 32. The output of this interferometer 30 is directed to a photodetector 31.

インターフェロメトリーの先行技術及び反射器の対25
のスペクトル透過の前述の説明から以下のことがわかる
。もし走査型のレーザがある特定の時に特定の反射器の
対Aの、第15図に示した、波長領域す内に入る電磁放
射の特定の波長λ1をファイバへ入射しているならば、
この時この11放射は特定の反射器の対Aを通過し、残
りのファイバを通過し、別の反射器の対を全て通過しく
本発明は別の反射器の対、B、 C,etC,の全ての
別の反射波長帯域は全て異なるようにするため)、ファ
プリーベロ干渉計30を通過して光検出器31へ伝送さ
れ入射放射波長λ1−が特定の反rJJ器の対Aの第1
5図の特定の透過ピークにスペクトル的に集中している
時は常に、またこの特定の透過ピークも同様に、以後分
析ファプリーベロ干渉計と呼称される、ファプリーベロ
干渉計30の透過ピークにスペクトル的に一致する時、
最大強度で伝送される。
Interferometric prior art and reflector pairs 25
From the above explanation of the spectral transmission of , the following can be seen. If a scanning laser is injecting into the fiber at a particular time a particular wavelength λ1 of electromagnetic radiation falling within the wavelength range shown in FIG. 15 of a particular reflector pair A, then
This 11 radiation then passes through a particular reflector pair A, passes through the remaining fibers, and passes through all other reflector pairs, so that the present invention provides additional reflector pairs B, C, etc. (so that all the different reflected wavelength bands of
5 is spectrally centered on a particular transmission peak, and this particular transmission peak is also spectrally centered on the transmission peak of the Fapley-Bello interferometer 30, hereafter referred to as the analytical Fapley-Bello interferometer. When they match,
Transmitted at maximum strength.

例えば、反射器の対Bの、反射器の間の光学距11iT
R〜(n>(Z)はλ1oとλ2Dの間の特定の波長領
域において反射器の対BがSI(の透過ピークを発生す
るように定められる。もし であればこのことが起こる。
For example, for reflector pair B, the optical distance between the reflectors is 11iT
R~(n>(Z) is determined such that in a particular wavelength region between λ1o and λ2D the reflector pair B produces a transmission peak of SI (if this happens).

λ1.と22.の間の同じ波長領域において、次式が成
り立てば分析)7ブリーベロ干渉計30はここでTAは
分析ファプリーベロ干渉計30の反射器の間の光学距離
である。
λ1. and 22. In the same wavelength region between, if the following equation holds true, the following formula holds true: analysis) 7 Briebello interferometer 30 where TA is the optical distance between the reflectors of analysis Fabry-Bello interferometer 30.

すでに説明したように、もし、例えば、対Bの長さが制
限されたブラッグ反射器の間に配荀された光学ファイバ
エネルギーセンサーにより信号が検出されると、対Bの
第15図の領域すの透過ピークは領域す内のスペクトル
移行、Δλ 、を示R す。式(IX)と式(X)を用いてS とSRの相射的
な値を調整することにより本発明はその結果前られる第
14図において結合されている、対Bと分析干渉計30
の、透過のスペクトル移行、ΔλSA@次式のようにす
ることにより実際にこのスペクトル移行、Δλ3Rを増
幅する。
As previously explained, if a signal is detected by an optical fiber energy sensor placed, for example, between the length-limited Bragg reflectors of pair B, then all of the regions of FIG. The transmission peak of R indicates the spectral shift within the region, Δλ. By adjusting the reciprocal values of S and SR using equations (IX) and (X), the present invention results in the pair B and the analytical interferometer 30, which are combined in FIG.
This spectral shift, Δλ3R, is actually amplified by using the transmission spectral shift, ΔλSA@, as shown in the following equation.

ΔλSA〜UΔλsR(XI ) ここでUは増幅係数であり、例えば次式で与えられ 但し S  −(f)(SR)±1 ^ でありSAとSRは2より大きくfは正の整数である。ΔλSA〜UΔλsR(XI) Here, U is the amplification coefficient, for example, given by the following equation: However, S - (f) (SR) ±1 ^ where SA and SR are greater than 2 and f is a positive integer.

復調装置をよりよく説明しかつその完成について考慮す
べきより少ない明白な限定を示すために、すでに詳細に
説明したような対25内に配置されるエネルギーセンサ
ーを追加した第14図の装置の一実施例を2つのレーザ
走査間隔を通して順を追って詳細に説明しよう。レーザ
走査は対25のうちのどの反射波長帯域にも入らないλ
1で始める。レーザ出力波長がやがては走査するので、
結局は特定の対Aの透過ピークにわたる走査が開始され
る。この時基準干渉計28はレーザ光線のパルスを光検
出器29へ伝送し光検出器29は次に電気的パルスを時
間復調器33へ与える。この電気的基準パルスは時間復
調器33において電気クロックをリセットしたり始動さ
せたりするために用いられる。時間復調器33はまた1
つの走査間隔における基準パルスを計数しこのパルスの
数によって、その時その透過ピークが走査されている特
定の反射器の対に対応して電気的出力のうちの1つへ電
気クロックの最後の出力を伝送する。このような電子回
路は現在市販されている製品の中から容易に入手できる
In order to better explain the demodulation device and to show fewer obvious limitations to consider in its completion, one of the devices of FIG. Let us walk through the example in detail through two laser scanning intervals. Laser scanning does not fall within any of the 25 reflection wavelength bands.
Start with 1. As the laser output wavelength eventually scans,
Eventually a scan over a particular pair of A transmission peaks is initiated. Reference interferometer 28 then transmits pulses of the laser beam to photodetector 29, which in turn provides electrical pulses to time demodulator 33. This electrical reference pulse is used in the time demodulator 33 to reset or start the electrical clock. The time demodulator 33 is also 1
Count the reference pulses in one scan interval and, depending on this number of pulses, direct the last output of the electrical clock to one of the electrical outputs corresponding to the particular reflector pair whose transmission peak is being scanned at that time. Transmit. Such electronic circuits are readily available from products currently on the market.

この装置の一実施例を参照すると、レーザ出力は今対A
の透過ピークを走査し始めている。レーザ出力波長が、
λ2において、対Δの最初のピークの範囲内にある時、
レーザ光線は対Aとその他の対を全て通過して結局は分
析干渉計30へ伝播する。説明のために、第14図の装
置は5R=10として式℃を用いて増幅計数U=100
を与えるように設計することを仮定する。また簡単のた
め、実施例の装置における各々の反射器の対にお番ノる
式Xと式XIのλ1oとλ2.の間の間隔は各々の反射
器の対において第15図の領域すにスペクトル的に一致
するものと仮定する。それゆえ、U−100、S −1
0に対しては、5A=99となる。
Referring to one embodiment of this device, the laser output is now
We are beginning to scan the transmission peak of . The laser output wavelength is
At λ2, when within the first peak of the pair Δ,
The laser beam passes through pair A and all other pairs and finally propagates to the analytical interferometer 30. For illustrative purposes, the apparatus of FIG.
Assume that the design is designed to give . For simplicity, equation X and equation XI's λ1o, λ2 . The spacing between them is assumed to spectrally match the area of FIG. 15 in each reflector pair. Therefore, U-100, S-1
For 0, 5A=99.

同様に分析干渉計30が対Aの最初のピークにスペクト
ル的に一致するピークを有するものと仮定する。それゆ
え、レーザ光線は光検出器31へ伝送されると光検出器
31は電気的出力を発生しこの出力は時間m:I器33
へ与えられると電気クロックを休止させその最後の出力
はクロックにおける時間に対応する電気的信号であって
Aと印が付けられている導線すなわちリード線へ与えら
れる。レーザが走査し続Uると最後にその出力の波長は
対日の透過ピークに近づく。再び基準干渉計28は光線
のパルスを伝送しこれにより光検出器29はパルスを発
生しこのパルスはクロックをリセットしたり始動さゼた
すしてクロックの最後の出力に対して導線ずなわらリー
ド線Bを準備する。
Similarly, assume that analytical interferometer 30 has a peak that spectrally matches the first peak of pair A. Therefore, when the laser beam is transmitted to the photodetector 31, the photodetector 31 generates an electrical output which is transmitted over time m:I to the photodetector 33.
, which pauses the electrical clock and its final output is an electrical signal corresponding to the time in the clock, which is applied to the conductor or lead marked A. As the laser continues to scan, the wavelength of its output finally approaches the peak of its transmission to the sun. Again, the reference interferometer 28 transmits pulses of light that cause the photodetector 29 to generate pulses that reset or start the clock and provide a straight lead to the last output of the clock. Prepare line B.

対Aのエネルギーセンサーにより検出されている信号が
変化するとおりに、対Aの透過ピークはスペクトル的に
移行する。信号がすでに2度目のル レーザ走査の前のある時にピークを= (Δλ)だけ移
行させたと仮定する。2度目のレーザ走査が始まると、
出力波長は再びλ1となる。走査の開始後まもなく、レ
ーザ出力は再び対への最初のΔλとなる。しかしながら
、この波長は分析干渉計30のピークに一致しないので
光検出器31へは光線は全く伝送されずクロックは休止
されない。
As the signal being detected by the energy sensor of pair A changes, the transmission peak of pair A shifts spectrally. Assume that the signal has already shifted its peak by = (Δλ) at some time before the second laser scan. When the second laser scan begins,
The output wavelength becomes λ1 again. Shortly after the start of the scan, the laser power is again at the first Δλ into the pair. However, since this wavelength does not coincide with the peak of analytical interferometer 30, no light is transmitted to photodetector 31 and the clock is not paused.

しかしながら、レーザが走査し続けるのでその出対Aの
第2の透過ピークのスペクトル位置である。
However, as the laser continues to scan, its output is the spectral position of the second transmission peak of A.

この実施例の装置の増幅係数Uに関する前記の式−1す
・A2+ TAj+A、1もま1分析干渉計30の透過
ピークのスペクトル位置でありスペクトル的にはλ2に
位置するそのピークの隣りにある。それゆえ、伝送は分
析干渉計30を通過してなされ光検出器31はクロック
を休止させる信号を発生する。対Aの透過ピークがたと
え□(Δλ)だけしか移行しなかったとしても、対Aと
干渉計30の結合体の出力はレーザ出力の波長が、12
+ −; a)′+aac達5そ0結果スベクトル増幅
が100になるまでは生じなかったであろう。2度目の
走査間隔の残りは最初のレーデ走査間隔において説明し
たように続行される。
The above equation regarding the amplification factor U of the device of this embodiment -1 A2 + TAj + A, 1 is also the spectral position of the transmission peak of the 1 analysis interferometer 30, which is next to the peak located at λ2 spectrally. . Transmission is therefore made through analytical interferometer 30 and photodetector 31 generates a signal that pauses the clock. Even if the transmission peak of pair A shifts by only □(Δλ), the output of the combination of pair A and interferometer 30 will be such that the wavelength of the laser output is 12
+ -; a)'+aac 5 so 0 would not have occurred until the vector amplification was 100. The remainder of the second scan interval continues as described for the first RADE scan interval.

復:gl装置の完成には光学ファイバ24の帯t4を幅
に対づ゛る特別な注意が必要とされる。帯域幅は戻って
くる反射器の対の透過ピークの幅の狭さを保持するほど
十分に高くならなければならない。光復調装置は光学フ
ァイバの使用の有無にかかわらずファブリ−ベロ干渉計
の縞のスペクトルの移動を測定したい時には常に使用で
きるということに留意されたい。またレーザ光線は分析
ファブリペロ干渉計をまず通過し次にその間隔の1つを
測定しようとしているフ7プリーベO干渉S1へ伝送で
きるということも認められる。しかしながら、もし光学
ファイバを測定されているファプリーベロ干渉計ヘレー
ザ光線を伝送するために使用するならば、もしレーザ光
線をまず分析干渉計へ通過させるならば、光線を分析干
渉計から7アブリーベロ干渉計へ伝送するために低い分
散を有する光学ファイバを選択する必要がある。という
のはこの光線が分析干渉計のスペクトル的に周II的な
透過により生じるような追加の振幅の時間依存を有する
ためである。さらに、分析干渉21とセンサー干渉計の
両方の機能はもしスペクトル的に正確に一致する透過ピ
ークが全く無くてもまだかなりの結合された出力を発生
するのに十分な重複だけはあるように選択しなければな
らない。最後に、実施例の装置はもし反射器の対の伝送
ピークのスペクトル移動を、1Δλ以上にできるかまた
は□Δλ以下であると不明瞭な出力を発生する。
Re: Completion of the GL device requires special attention to the width of the band t4 of the optical fiber 24. The bandwidth must be high enough to preserve the narrowness of the transmission peak of the returning reflector pair. It should be noted that the optical demodulator can be used whenever it is desired to measure the spectral movement of the Fabry-Bello interferometer fringes, with or without the use of optical fibers. It is also recognized that the laser beam can first pass through the analytical Fabry-Perot interferometer and then be transmitted to the Fabry-Perot interferometer, one of whose intervals is to be measured. However, if an optical fiber is used to transmit the laser beam to the Fapley-Bello interferometer being measured, then if the laser beam is first passed to the analytical interferometer, then the beam is transferred from the analytical interferometer to the Fapley-Bello interferometer. It is necessary to select an optical fiber with low dispersion for transmission. This is because this beam has an additional amplitude time dependence as caused by the spectrally circular transmission of the analytical interferometer. Furthermore, the features of both the analytical interferometer 21 and the sensor interferometer are chosen such that even if there are no spectrally exactly matched transmission peaks, there is still only enough overlap to produce a significant combined output. Must. Finally, the example device produces an ambiguous output if the spectral shift of the transmission peak of the reflector pair is allowed to be greater than 1 Δλ or less than □Δλ.

最後に、電気的基準信号はレーザを走査させる同一の信
号から引き出せばよいということを規定する。基準信号
における基準はレーザ走査の任意の特定な波長の時間に
おける位置に関して時間におりる既知の位置を持ってい
なければならないということである。ざらに、適切なレ
ーザ走査にお1ノる基準は、まず走査間隔が反射器の対
と分析干渉計の結合体の出力の時間的位置の振動の最も
高い周波数を検出するために時間周期において十分しば
しば生じなければならず、次に、走査型レーザの出力波
長は周知の時間の関数でなければならない、ということ
である。
Finally, it is specified that the electrical reference signal may be derived from the same signal that causes the laser to scan. The reference in the reference signal is that it must have a known position in time with respect to the position in time of any particular wavelength of the laser scan. In general, one criterion for proper laser scanning is that the scan interval must first be adjusted in time period to detect the highest frequency of oscillation of the temporal position of the output of the reflector pair and analytical interferometer combination. It must occur often enough and, secondly, the output wavelength of the scanning laser must be a known function of time.

ピークの過剰な移行における前ン不明瞭さを除去するた
めに本発明は第17図に図示した別の分析干渉計308
を追加する。第17図は第14図において破線で囲まれ
ているサブシステムWに四き換えるサブシステムの概略
図である。この追加分析器30Bは、例えば、式刈によ
り反射器の対の同じ出ツノで使用した時により低い倍率
を与えるように構成覆る。前述の説明から、より低い増
幅の結合は不明瞭さが最初に生じるより高い閾値を透過
ピークの移動に与えることができる。増幅係数Uを確定
するために式℃を用いると閾値のスペ各々が異なる増幅
を起こす2つの分析干渉計を用いている装置は次のよう
に与えられる。
To eliminate obscurity in excessive peak migration, the present invention employs an alternative analytical interferometer 308, illustrated in FIG.
Add. FIG. 17 is a schematic diagram of a subsystem that is replaced by the subsystem W surrounded by a broken line in FIG. 14. This additional analyzer 30B is configured to provide a lower magnification when used with the same protrusion of the reflector pair, for example, by a method. From the foregoing discussion, it can be seen that coupling lower amplification can give the transmission peak shift a higher threshold at which obscurity initially occurs. Using the formula °C to determine the amplification factor U, an apparatus using two analytical interferometers, each with a different amplification of the threshold value, is given by:

第1の干渉計30は検波装置の前述の実施例におけるよ
うに5A=99の透過ピークをλ1oとλ の間に有す
ることがある。反射器の対はSRD −10のピークをλ1oとλ2oの間に有づることがあ
りまた追加の干渉計30Bは5A−9のピークをλ1.
とλ2.の間に有することがある。もし、例えば、時間
!調器33及び33Bがアナログの出力を与えたならば
対Aに対応する特定の移行Δλ8Rにおいて対Aに対応
する時間@調器33Bの電気的出力は次のような電圧e
となるであろう。
The first interferometer 30 may have a transmission peak of 5A=99 between λ1o and λ2 as in the previous embodiment of the detection device. The reflector pair may have the SRD -10 peak between λ1o and λ2o and the additional interferometer 30B may have the 5A-9 peak between λ1.
and λ2. It may be between. If, for example, time! If regulators 33 and 33B give analog outputs, then at a particular transition Δλ8R corresponding to pair A, the electrical output of regulator 33B at a time corresponding to pair A will be such that the voltage e
It will be.

e1=にΔλ8RU1        (X■)ここで
Kは定数 ()、は5R=10と5A−91,:おける1 01.
:等しい増幅係数 またΔλ8Ilは)4線Aに対応する第15図の領域す
のピークのスペクトル移行である。
e1=Δλ8RU1 (X■) where K is a constant (), is 5R=10 and 5A-91,: 101.
: Equal amplification factor or Δλ8Il) is the spectral shift of the peak in the region S of FIG. 15 corresponding to the 4th line A.

復調器33の出力e は次のようになるであるつ。The output e of the demodulator 33 is as follows.

02−にΔλ5RU2        (XIv)−1
00KΔλ8R ここで100は5R−10,!:5A−991.:j5
Gする増幅係数、U21)である。
02- to Δλ5RU2 (XIv)-1
00KΔλ8R Here, 100 is 5R-10,! :5A-991. :j5
is the amplification coefficient U21).

このような装置は当然異なる増幅を備えた数多くのこの
ような分析千′6引を備えるように拡大することができ
簡単に127′のようなより多くのビームスプリッタ−
を追加して反射器の対の出力を分析干渉側の間で分割す
るようにすればよい。
Such a device can of course be expanded to include a large number of such analyzers with different amplifications, and can easily be expanded to include more beam splitters such as 127'.
may be added to split the output of the reflector pair between the analytical and interfering sides.

前述の説明から分析干渉計308は、1Δλより小さい
スペクトル移行においては不明瞭さを生じ始める可能性
があるということに留意されたい。しかしながら、分析
器30はすでに説明したように1Δλ以下のスペクトル
移行において意味深長な出力を発生する。それゆえすで
に1つの装置に与えられている分析干渉計よりも低い増
幅か高い増幅のいずれかをもたらすであろう分析干渉計
を追加しようと思うことができる。
Note from the foregoing discussion that analytical interferometer 308 can begin to exhibit obscurity at spectral transitions smaller than 1Δλ. However, analyzer 30 produces significant output at spectral transitions of 1 Δλ or less, as previously discussed. One may therefore wish to add analytical interferometers that will provide either lower or higher amplification than the analytical interferometers already provided in one device.

時間m調器は次の2つの機能を果す電気装置である。第
1に、例えば、その振幅、振動周波数、または振動の位
相により基準パルスの受は取りと分析ファプリーベロ干
渉計からの電磁放射を受は取る光検出器からのパルスで
ある、ANALパルスと呼称される追加のパルスの受U
取りの闇にかかった時間を含むすなわち伝達する電気的
信号を発生J゛ることと、第2に、この電気的信号を1
本の特定の出力線または特定の出力線のグループへ伝送
することである。このことを達成できる多数の電気回路
がありその1つは第18図に概略的に図示しである。第
18図を参照すると、UlとU2は電圧比較器、例えば
、NationalSe1condu員or C0rp
、社製の部品#LM311であり、U4とU5はカウン
ター、例えばTexasInStrt++nentS礼
製の部品#74161であり、U3はクロック発生器、
例えば、TexasInS[rlJ110ntS社製の
部品#74LS124であり、1.16はde+eux
 、例えば、Texas Instruments社製
の部品#74155であり、LJ7.tJ8及びU9は
ラッチ、例えば同様にTexas Instrumen
ts社製の部品#74175である。
A timer is an electrical device that performs two functions: First, it is a pulse from a photodetector that receives and analyzes electromagnetic radiation from a Fapley-Bello interferometer, referred to as an ANAL pulse, for example by its amplitude, frequency of vibration, or phase of vibration. Receiving additional pulses
The second step is to generate an electrical signal that includes, or conveys, the time taken by the user to take the signal.
It is to transmit to a specific output line or a specific group of output lines of the book. There are a number of electrical circuits that can accomplish this, one of which is schematically illustrated in FIG. Referring to FIG. 18, Ul and U2 are voltage comparators, e.g.
, U4 and U5 are counters, such as TexasInStrt++ component #74161, and U3 is a clock generator,
For example, part #74LS124 manufactured by Texas InS[rlJ110ntS, 1.16 is de+eux
, for example, Texas Instruments part #74155, LJ7. tJ8 and U9 are latches, e.g.
It is part #74175 manufactured by TS.

この回路は次のように動作する。UlとU21)すなわ
ち電圧比較器、は基準パルスと追加パルスを復m鼎にお
いて使用するための標準的なT T L−論理電圧レベ
ルに変換するように動作する。規則ntシ<間隔をあけ
た基準パルスは、クロック発生器U3により駆動される
とおりに、基準パルス繰返し数の速さのおよそ16倍の
速成で連続的に計数しているカウンタU4をリセットす
るように働く。その結果生じるカウンタ(〕4の出力は
基準パルスが受は取られるvloで始まり増加する方へ
計数して別の基準パルスにより再びリセットしてOにな
るとその計数を新たに始める数である。その間に、基準
パルスが受は取られるごとに、カウンタU5は増加する
。ヂ11ネルの適切な数(この場合、3)を計数した後
は自動的にOに戻るようにセットされている。ANAL
パルスが送られて来ると、これはdemux U 6を
介して適切なラッチ(U7.tJ8.ま1=はU9)へ
送られる。カウンタの出力の数は適切なチャネルラッチ
へラッチされ駐準パルスとA NΔ[パルスの間の時間
を表わす。次のANALパルスは次のチャネルラッチに
これらの基準パルスとA N A Lパルスの間の時間
を表わす数を蓄積させるなどをする。新たな時間計数が
ラッチされるたびに、ラッチパルスのトレーリングエツ
ジは使用者に新しいデータが利用できるということを知
らせる。
This circuit operates as follows. U1 and U21), the voltage comparators, operate to convert the reference pulse and the additional pulses to standard TTL-logic voltage levels for use in rectification. The spaced reference pulses are arranged such that the reference pulses, as driven by the clock generator U3, reset the counter U4, which is counting continuously at approximately 16 times the rate of the reference pulse repetition rate. to work. The output of the resulting counter (4) is a number that starts at vlo, where the reference pulse is taken, counts upwards, resets again with another reference pulse, and starts its counting anew when it reaches O. Meanwhile, Counter U5 is incremented each time a reference pulse is received. It is set to automatically return to O after counting the appropriate number of channels (3 in this case). ANAL
When a pulse is sent, it is sent via demux U 6 to the appropriate latch (U7.tJ8.or U9). The number at the output of the counter is latched into the appropriate channel latch and represents the time between the zeroing pulse and the ANΔ[pulse. The next ANAL pulse causes the next channel latch to store a number representing the time between these reference pulses and the ANAL pulse, and so on. Each time a new time count is latched, the trailing edge of the latch pulse signals the user that new data is available.

改善された光学ファイバエネルギーセンサー及びこのセ
ンサーの製造方法と、改善された光市調装首が提供され
これは特に感知されるが検出されるべき信号エネルギー
により伸びや圧縮に対し反応しやすい。
An improved optical fiber energy sensor and method of making the sensor is provided, as well as an improved optical fiber neck, which is particularly sensitive to stretch and compression due to the signal energy to be sensed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は大いに拡大した単一モード光学ファイバの断面
図であり、第2図はエツチングされた第1図の単一モー
ド光学ファイバの大いに拡大した断面図であり、第3図
はコア材から成る大きな直径のファイバの大いに拡大し
た断面図であり、第4図はエツチングされかつ被覆され
た後第3図の大きな直径のファイバの大いに拡大した断
面図であり、第5図は第6図に図示されている音響エネ
ルギーセンサーの端部図であり、第6図は第5図の痔胃
エネルギーセンザーのライン6−6におりる断面説明図
であり、第7図は第5図及び第6図の?IWエネルギー
センサーの一部の拡大説明図であり、第8図は本発明に
より与えられる別の音響エネルギーセンサーの端部図で
あり、第9図は第8図の音響センサーのライン9−9に
おける断面図であり、第10図は光学ファイバエネルギ
ーセンサーを製造すめための型及び単一モード光学ファ
イバの説明図であり、第11図は保護材で被覆された後
の第10図の型のみの断面図であり、第12図はエツチ
ング及び被覆後の第10図の型及び単一モード光学ファ
イバの説明図であり、第13図はエツチングプロセスに
おいて使用できる崩壊可能な型の端部図であり、第14
図は本発明を用いた応用例である光復調装置の概略図で
あり、第15図は第14図における対25の反射器の対
の典型的な透過の説明図であり、第16図は第14図の
光復調装置における使用に適切<よレーザ出力のグラフ
であり、第17図は第14図における破線Wで囲まれた
光復調装置の部分に代用する多数の分析干渉計復W器の
概略図であり、第18図は第14図及び第17図に例示
的に示した一実施例の時間復調回路の概略図である。 符号の説明 1−1・・・コア、2−1・・・ガラスクラッド、6・
・・骨組み、7.7−9・・・柔軟な薄膜、8.8−9
.24・・・単一モード光学ファイバ、8’ 、201
−9・・・強化ストラッド、9.16’・・・空間、1
6・・・貯留、10.15・・・開口、11・・・突起
、12・・・ブラダ−14・・・締付はリング、17・
・・端部キャップ、202−9・・・内部円筒、257
・・・円筒、18′18−12・・・型、19′・・・
螺旋形溝、125・・・穴、126・・・開口、25・
・・長さが制限されたブラッグ反射器の対、26・・・
波長走査型レーザ、127゜127′・・・ビームスプ
リッタ−28・・・基準ファブリ−ペロ干渉計、29.
31,318・・・光検出器、30.30B・・・分析
ファプリーペロ干渉計、33.33B・・・時間復調器
。 代  理  人   浅   村        皓F
IG /。 FIG 2゜ FIG 3゜ FIG、 4゜ FIG、 5 二 FIG、 10゜ FIG、 12゜ F/に、 /J。 FIG /? FIG、 /6゜ 肩
1 is a greatly enlarged cross-sectional view of the single mode optical fiber; FIG. 2 is a greatly enlarged cross-sectional view of the etched single mode optical fiber of FIG. 1; and FIG. 3 is a greatly enlarged cross-sectional view of the single mode optical fiber of FIG. 4 is a greatly enlarged cross-sectional view of the large diameter fiber of FIG. 3 after being etched and coated, and FIG. 5 is a greatly enlarged cross-sectional view of the large diameter fiber of FIG. 6 is an end view of the illustrated acoustic energy sensor; FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line 6-6 of the hemorrhoidal energy sensor of FIG. 5; and FIG. Figure 6? 8 is an enlarged illustration of a portion of an IW energy sensor, FIG. 8 is an end view of another acoustic energy sensor provided by the present invention, and FIG. 9 is an enlarged illustration of a portion of the acoustic sensor of FIG. 10 is an explanatory diagram of a mold and single mode optical fiber for manufacturing an optical fiber energy sensor, and FIG. 11 is a diagram of only the mold of FIG. 10 after being coated with a protective material. 12 is an illustration of the mold and single mode optical fiber of FIG. 10 after etching and coating, and FIG. 13 is an end view of a collapsible mold that can be used in the etching process. , 14th
The figure is a schematic diagram of an optical demodulator which is an application example using the present invention, FIG. 15 is an explanatory diagram of typical transmission of the pair 25 of reflectors in FIG. 14, and FIG. FIG. 17 is a graph of the laser output suitable for use in the optical demodulator of FIG. 14, and FIG. FIG. 18 is a schematic diagram of the time demodulation circuit of one embodiment exemplarily shown in FIGS. 14 and 17. Explanation of symbols 1-1...Core, 2-1...Glass clad, 6.
...Skeleton, 7.7-9...Flexible thin film, 8.8-9
.. 24...Single mode optical fiber, 8', 201
-9... Reinforced strut, 9.16'... Space, 1
6...Storage, 10.15...Opening, 11...Protrusion, 12...Bladder 14...Tightening with ring, 17.
...End cap, 202-9...Inner cylinder, 257
...Cylinder, 18'18-12...Type, 19'...
Spiral groove, 125...hole, 126...opening, 25.
...Pair of Bragg reflectors of limited length, 26...
Wavelength scanning laser, 127°127'...Beam splitter-28...Reference Fabry-Perot interferometer, 29.
31,318...Photodetector, 30.30B...Analytical Fapley-Perot interferometer, 33.33B...Time demodulator. Agent Asamura Akira F
IG/. FIG 2゜FIG 3゜FIG, 4゜FIG, 5 2゜FIG, 10゜FIG, 12゜F/to, /J. FIG/? FIG, /6゜Shoulder

Claims (38)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)粘性媒体中の音響信号を検知する方法であって、 柔軟な薄膜を前記粘性媒体に接触させて配置することと
、 前記柔軟な薄膜に光学ファイバを埋めることと、前記薄
膜へ端部キャップを取り付けて前記柔軟な薄膜と前記端
部キャップの内部に物理的に包囲された空間をあけるこ
とと、 該包囲空間を前記柔軟な薄膜の外部の空間に結合させる
開口を備えることと、 前記包囲空間と前記柔軟な薄膜の外部の空間の間の流体
の圧力の差に応じて粘性の物質が前記開口を通って流れ
ることのできる速度を調節するために前記開口の大きさ
を決めかつ形成すること、を含むことを特徴とする前記
音響信号検知方法。
(1) A method for detecting acoustic signals in a viscous medium, comprising: placing a flexible thin film in contact with the viscous medium; burying an optical fiber in the flexible thin film; and connecting an end to the thin film. attaching a cap to create a physically enclosed space within the flexible membrane and the end cap; and providing an opening coupling the enclosed space to a space outside the flexible membrane; sizing and shaping said aperture to adjust the rate at which a viscous substance can flow through said aperture in response to a fluid pressure difference between an enclosed space and a space external to said flexible membrane; The acoustic signal detection method characterized in that it includes the following steps.
(2)特許請求の範囲第(1)項において、前記柔軟な
スリーブの外部の粘性の物質を前記包囲空間の一部の内
側の粘性の物質から隔離するために柔軟なブラダーを追
加することをさらに含むことを特徴とする前記音響信号
検知方法。
(2) Claim (1) further includes adding a flexible bladder to isolate the viscous material outside the flexible sleeve from the viscous material inside the portion of the enclosed space. The acoustic signal detection method, further comprising:
(3)特許請求の範囲第(1)項において、前記柔軟な
薄膜の長手方向の強度を増すために前記柔軟な薄膜の軸
に平行に強化ストランドを取り付けることを含むことを
特徴とする前記音響信号検知方法。
(3) The acoustic device according to claim 1, further comprising attaching reinforcing strands parallel to the axis of the flexible membrane to increase the longitudinal strength of the flexible membrane. Signal detection method.
(4)特許請求の範囲第(1)項において、前記柔軟な
薄膜に埋められている光学ファイバの少なくとも一部分
の代りに光学ファイバをエッチングすることにより音響
信号の位相変調の量を増加させることを含むことを特徴
とする前記音響信号検知方法。
(4) In claim (1), the amount of phase modulation of the acoustic signal is increased by etching an optical fiber in place of at least a portion of the optical fiber embedded in the flexible thin film. The acoustic signal detection method characterized in that the method includes:
(5)特許請求の範囲第(4)項において、前記エッチ
ングされた光学ファイバはエッチングされた単一モード
光学ファイバであることを特徴とする前記音響信号検知
方法。
(5) The acoustic signal detection method according to claim (4), wherein the etched optical fiber is an etched single mode optical fiber.
(6)特許請求の範囲第(2)項において、前記包囲空
間の部分を粘性のある柔軟な物質で満たすことを含めて
前記包囲空間における物質により前記柔軟な薄膜の放射
状の膨張または圧縮に対する抵抗を減少させることを含
むことを特徴とする前記音響信号検知方法。
(6) In claim (2), resisting radial expansion or compression of the flexible thin film by a material in the surrounding space, including filling a portion of the surrounding space with a viscous flexible material. The method for detecting an acoustic signal, comprising: reducing the
(7)音響信号を感知する方法であって、 柔軟な薄膜を形成することと、 該薄膜に光学ファイバを埋めること、 音響信号が与えられる粘性の媒体中に前記薄膜を置くこ
とと、 前記柔軟な薄膜を剛性の円筒へ固定することと、その外
部表面における直径を小さくすることと、小さくした直
径を有する円筒の一部の部分の囲りで前記柔軟な薄膜を
放射状に圧縮するかまたは伸ばす音響信号により前記光
学ファイバを長手方向に伸ばすかまたは圧縮すること、 を含むことを特徴とする前記音響信号検知方法。
(7) A method of sensing an acoustic signal, comprising: forming a flexible thin film; burying an optical fiber in the thin film; placing the thin film in a viscous medium to which an acoustic signal is applied; fixing a flexible membrane to a rigid cylinder, reducing its diameter at its external surface, and radially compressing or stretching said flexible membrane around a portion of the cylinder having the reduced diameter. The method for detecting an acoustic signal, comprising: stretching or compressing the optical fiber in a longitudinal direction using an acoustic signal.
(8)特許請求の範囲第(7)項において、強化ストラ
ンドを前記柔軟な薄膜の軸に全体として平行に固定する
ことにより前記柔軟な薄膜の長手方向の強度を増加させ
ることをさらに含むことを特徴とする前記音響信号検知
方法。
(8) Claim (7) further includes increasing the longitudinal strength of the flexible membrane by securing reinforcing strands generally parallel to the axis of the flexible membrane. The acoustic signal detection method is characterized by:
(9)特許請求の範囲第(7)項において、前記柔軟な
薄膜に埋められる光学ファイバの少なくとも一部分をエ
ッチングすることにより音響信号に応じる前記光学ファ
イバの伸びるまたは縮む量を増加させることを含むこと
を特徴とする前記音響信号検知方法。
(9) Claim (7), including etching at least a portion of the optical fiber embedded in the flexible thin film to increase the amount by which the optical fiber stretches or contracts in response to an acoustic signal. The acoustic signal detection method is characterized in that:
(10)特許請求の範囲第(9)項において、前記エッ
チングされた光学ファイバはエッチングされた単一モー
ドファイバであることを特徴とする前記音響信号検知方
法。
(10) The acoustic signal detection method according to claim (9), wherein the etched optical fiber is an etched single mode fiber.
(11)特許請求の範囲第(7)項において、前記柔軟
な薄膜の内側表面と直径が小さくなっているところの前
記骨組みの外側表面の間を占める包囲空間を粘性のある
柔軟な物質で満たすことにより音響信号に応じて前記柔
軟な薄膜の放射状の圧縮または膨張の量を増加させるこ
とをさらに含むことを特徴とする前記音響信号検知方法
(11) In claim (7), an enclosed space between the inner surface of the flexible thin film and the outer surface of the skeleton where the diameter is reduced is filled with a viscous flexible substance. The method of detecting an acoustic signal further comprising increasing the amount of radial compression or expansion of the flexible membrane in response to the acoustic signal.
(12)特許請求の範囲第(11)項において、粘性の
ある柔軟な物質のタンクを前記柔軟なリーブの外部の粘
性物質から隔離することにより低周波の圧力の変化に応
じる前記柔軟な薄膜の放射状の膨張または収縮を減らす
ことと前記タンクの物質を等化開口を通して前記包囲空
間へ流れ込ませることをさらに含み前記等化開口の大き
さと形状で前記タンク物質の流量を調節するように選択
するようにしたことを特徴とする前記音響信号検知方法
(12) In claim (11), the flexible thin film responds to changes in low frequency pressure by isolating a tank of viscous flexible material from a viscous material outside the flexible sleeve. further comprising reducing radial expansion or contraction and causing material in the tank to flow through an equalization aperture into the enclosed space, the size and shape of the equalization aperture being selected to adjust the flow rate of the tank material; The acoustic signal detection method, characterized in that:
(13)特許請求の範囲第(12)項において、前記円
筒の内側に突起を形成しその周囲に前記柔軟なブラダー
を広げることにより前記円筒に対する前記柔軟なブラダ
ーの位置を保持することを含むことを特徴とする前記音
響信号検知方法。
(13) Claim (12) includes maintaining the position of the flexible bladder with respect to the cylinder by forming a protrusion inside the cylinder and expanding the flexible bladder around the protrusion. The acoustic signal detection method is characterized in that:
(14)特許請求の範囲第(12)項において、感知さ
れている音響信号を含む媒体の流体の圧力の変化の低周
波に応じて前記柔軟なスリーブの放射状の膨張または収
縮の量を前記柔軟なスリーブの外部の粘性物質を端部キ
ャップにあけた開口を通してさらに前記粘性の柔軟な物
質のタンクを囲む側とは反対の前記ブラダーの側にある
追加の空間へと流れ込ませることにより減らすことを含
み前記追加の空間は物理的に包囲されておりまた前記開
口の大きさと形状で前記追加空間の内と外における前記
粘性物質の流量を調節するようにしたことを特徴とする
前記音響信号検知方法。
(14) In claim (12), the amount of radial expansion or contraction of the flexible sleeve in response to low frequencies of changes in pressure of the fluid in the medium containing the acoustic signal being sensed; viscous material external to the viscous sleeve is further reduced through an opening in the end cap and into an additional space on a side of the bladder opposite to the side surrounding the reservoir of viscous flexible material; The acoustic signal detection method is characterized in that the additional space is physically surrounded, and the flow rate of the viscous substance inside and outside the additional space is adjusted by the size and shape of the opening. .
(15)媒体中の音響信号を検知する方法であって、柔
軟な薄膜中に光学ファイバを埋めてある柔軟な薄膜を形
成することと、 前記柔軟な薄膜の内部表面を弾性の柔軟な物質から成る
内部円筒に接触させて、配置することと、前記柔軟な薄
膜の半径方向の膨張または圧縮を音響信号により起こさ
せ前記光学ファイバを長手方向に伸ばすか圧縮すること
、 を含むことを特徴とする前記媒体中の音響信号検知方法
(15) A method for detecting acoustic signals in a medium, the method comprising: forming a flexible thin film in which an optical fiber is embedded; and forming an inner surface of the flexible thin film from an elastic flexible substance. and radially expanding or compressing the flexible membrane with an acoustic signal to longitudinally stretch or compress the optical fiber. A method for detecting acoustic signals in the medium.
(16)特許請求の範囲第(15)項において、前記弾
性の柔軟な内部円筒の中にかつ全体としてこれに平行に
強化ストランドを取り付けることにより前記弾性の柔軟
な内部円筒の長手方向の強度を増加させることを含むこ
とを特徴とする前記媒体中の音響信号検知方法。
(16) In claim (15), the longitudinal strength of the elastic flexible inner cylinder is increased by attaching reinforcing strands within and generally parallel to the elastic flexible inner cylinder. A method for detecting acoustic signals in the medium, characterized in that the method comprises increasing the number of acoustic signals in the medium.
(17)特許請求の範囲第(15)項において、前記柔
軟な薄膜の軸に全体として平行に前記薄膜強化ストラン
ドを取り付けることにより前記柔軟な薄膜の長手方向の
強度を増加させることを含むことを特徴とする前記媒体
中の音響信号検知方法。
(17) Claim (15) further includes increasing the longitudinal strength of the flexible membrane by attaching the membrane reinforcing strands generally parallel to the axis of the flexible membrane. A method for detecting an acoustic signal in the medium as described above.
(18)特許請求の範囲第(15)項において、前記柔
軟な薄膜に埋められる前記光学ファイバの少なくとも一
部分としてエッチングされた光学ファイバを前記薄膜に
埋めることにより前記光学ファイバの伸びまたは圧縮の
量を増加することを含むことを特徴とする前記媒体中の
音響信号検知方法。
(18) In claim (15), the amount of elongation or compression of the optical fiber is controlled by embedding an etched optical fiber in the thin film as at least a portion of the optical fiber embedded in the flexible thin film. A method for detecting acoustic signals in the medium, characterized in that the method comprises increasing the number of acoustic signals in the medium.
(19)特許請求の範囲第(18)項において、前記エ
ッチングされた光学ファイバはエッチングされた単一モ
ード光学ファイバであることを特徴とする前記媒体中の
音響信号検知方法。
(19) The method for detecting an acoustic signal in the medium according to claim (18), wherein the etched optical fiber is an etched single mode optical fiber.
(20)音響信号を感知するための装置であつて、1本
の光学ファイバが埋められている柔軟な薄膜と、 該柔軟な薄膜の端部に取り付けられて該柔軟な薄膜内に
物理的に包囲した空間を与える端部キャップと、 前記包囲空間を前記柔軟な薄膜の外側にある空間に結合
する前記端部キャップにあけた開口とを備え、該開口の
寸法により該開口を通って流れる粘性物質の速度を前記
包囲空間と前記柔軟な薄膜の外側の空間の流体圧力の差
に応じて調節するようにしたことを特徴とする前記音響
信号感知装置。
(20) A device for sensing an acoustic signal, the device comprising: a flexible thin film in which an optical fiber is embedded; an end cap providing an enclosed space; and an opening in the end cap connecting the enclosed space to a space outside the flexible membrane, the dimensions of the opening allowing viscous flow through the opening. The acoustic signal sensing device is characterized in that the velocity of the substance is adjusted according to the difference in fluid pressure between the surrounding space and the space outside the flexible thin film.
(21)特許請求の範囲第(20)項において、前記柔
軟な薄膜の外部にある前記物質を前記包囲空間の一部か
ら分離する柔軟なブラダーを備えたことを特徴とする前
記音響信号感知装置。
(21) The acoustic signal sensing device according to claim (20), further comprising a flexible bladder that separates the substance outside the flexible thin film from a part of the surrounding space. .
(22)特許請求の範囲第(20)項において、前記柔
軟な薄膜の軸に平行に取り付けこれにより該柔軟な薄膜
の長手方向の強度を増すようにするための強化ストラン
ドを備えたことを特徴とする前記音響信号感知装置。
(22) Claim (20), further comprising reinforcing strands attached parallel to the axis of the flexible thin film, thereby increasing the longitudinal strength of the flexible thin film. The acoustic signal sensing device.
(23)特許請求の範囲第(20)項において、前記柔
軟な薄膜の壁に埋められた前記光学ファイバの少なくと
も一部がエッチングされた光学ファイバであることを特
徴とする前記音響信号感知装置。
(23) The acoustic signal sensing device according to claim (20), wherein at least a portion of the optical fiber embedded in the flexible thin film wall is an etched optical fiber.
(24)特許請求の範囲第(23)項において、前記エ
ッチングされた光学ファイバの少なくとも一部がエッチ
ングされた単一モードファイバを備えたことを特徴とす
る前記音響信号感知装置。
(24) The acoustic signal sensing device according to claim 23, wherein at least a portion of the etched optical fiber comprises an etched single mode fiber.
(25)特許請求の範囲第(21)項において、前記包
囲空間の部分を粘性のある柔軟な物質で満たすことを特
徴とする前記音響信号感知装置。
(25) The acoustic signal sensing device according to claim (21), wherein a portion of the surrounding space is filled with a viscous and flexible substance.
(26)音響信号を感知するための装置であつて、小さ
くした直径を有する部分を備えた剛性の円筒形骨組みと
、 小さくした直径を有する前記骨組みの部分を囲む光学フ
ァイバを埋めてある柔軟な薄膜と、前記柔軟な薄膜の内
側表面と前記骨組みの外側表面の間を占める空間を物理
的に囲むために前記柔軟な薄膜を前記骨組みへ固定する
手段と、から成つていることを特徴とする前記音響信号
感知装置。
(26) A device for sensing acoustic signals comprising: a rigid cylindrical skeleton with a portion having a reduced diameter; and a flexible cylindrical skeleton embedded with an optical fiber surrounding the portion of the skeleton having a reduced diameter. a membrane; and means for securing the flexible membrane to the framework to physically enclose the space between the interior surface of the flexible membrane and the exterior surface of the framework. The acoustic signal sensing device.
(27)特許請求の範囲第(26)項において、全体と
して前記柔軟な薄膜の軸に平行に固定された強化ストラ
ンドをさらに含むことを特徴とする前記音響信号感知装
置。
27. The acoustic signal sensing device of claim 26, further comprising a reinforcing strand fixed generally parallel to the axis of the flexible membrane.
(28)特許請求の範囲第(26)項において、前記柔
軟な薄膜に埋められた前記光学ファイバの少なくとも一
部はエッチングされた光学ファイバから成つていること
を特徴とする前記音響信号感知装置。
(28) The acoustic signal sensing device according to claim 26, wherein at least a portion of the optical fiber embedded in the flexible thin film is an etched optical fiber.
(29)特許請求の範囲第(28)項において、前記エ
ッチングされた光学ファイバの少なくとも一部はエッチ
ングされた単一モード光学ファイバから成っていること
を特徴とする前記音響信号感知装置。
(29) The acoustic signal sensing device according to claim 28, wherein at least a portion of the etched optical fiber comprises an etched single mode optical fiber.
(30)特許請求の範囲第(26)項において、前記柔
軟な薄膜の内側表面と前記骨組みの外側表面の間を占め
る包囲空間を粘性のある柔軟な物質で満たすことを特徴
とする前記音響信号感知装置。
(30) The acoustic signal according to claim (26), characterized in that an enclosed space between the inner surface of the flexible thin film and the outer surface of the skeleton is filled with a viscous and flexible substance. Sensing device.
(31)特許請求の範囲第(30)項において、追加の
前記粘性のある柔軟な物質の貯留を前記柔軟な薄膜の外
部の物質から物理的に分離する柔軟なブラダーと、前記
粘性のある柔軟な物質が前記追加の粘性の柔軟な物質を
中に含んでいる前記包囲空間と前記貯留の間を流れるよ
うにする圧力等化孔とをさらに備えたことを特徴とする
前記音響信号検知装置。
(31) Claim 30, further comprising: a flexible bladder that physically separates a reservoir of said viscous flexible material from a material external to said flexible thin film; and said viscous flexible material. The acoustic signal sensing device further comprises a pressure equalization hole that allows a substance to flow between the enclosure containing the additional viscous flexible substance and the reservoir.
(32)特許請求の範囲第(31)項において、前記柔
軟なブラダーを保持しその周囲に前記ブラダーを広げる
ことができる前記骨組みに突起を備えたことを特徴とす
る前記音響信号検知装置。
(32) The acoustic signal detection device according to claim (31), characterized in that the framework is provided with a protrusion that can hold the flexible bladder and spread the bladder around it.
(33)特許請求の範囲第(31)項において、前記粘
性の柔軟な物質のタンクを囲む側とは反対の前記ブラダ
ーの側に追加の空間を形成する少なくとも1つの端部キ
ャップと、前記追加の空間を前記柔軟な薄膜の外部の空
間と結合させる前記端部キャップにあけた穴とを備え該
穴の直径の大きさは前記追加の空間と前記柔軟な薄膜の
外部の空間の間の物質の流量を調節するために定められ
ることを特徴とする前記音響信号検知装置。
(33) Claim 31, further comprising: at least one end cap forming an additional space on a side of the bladder opposite to a side surrounding the tank of viscous flexible material; a hole in the end cap that joins a space outside the flexible membrane, the diameter of the hole being sized to connect the space between the additional space and the space outside the flexible membrane. The acoustic signal detection device is defined to adjust the flow rate of the acoustic signal.
(34)音響信号を検知するための装置であつて、柔軟
な薄膜と、 該柔軟な薄膜の中に埋められた光学ファイバと、前記柔
軟な薄膜の内部表面と接触している弾性の柔軟な内部円
筒と、 を含むことを特徴とする前記音響信号感知装置。
(34) A device for detecting an acoustic signal, comprising: a flexible thin film; an optical fiber embedded in the flexible thin film; and an elastic flexible wire in contact with an inner surface of the flexible thin film. The acoustic signal sensing device comprising: an inner cylinder;
(35)特許請求の範囲第(34)項において、前記弾
性のある柔軟な内部円筒の長手方向の強度を増すように
前記柔軟な円筒に全体として平行に配置されその内側に
置かれた強化ストランドをさらに備えたことを特徴とす
る前記音響信号検知装置。
(35) According to claim (34), reinforcing strands are arranged generally parallel to and placed inside the flexible cylinder so as to increase longitudinal strength of the elastic flexible inner cylinder. The acoustic signal detection device further comprises:
(36)特許請求の範囲第(34)項において、前記柔
軟な薄膜の軸に全体として平行に配置された強化ストラ
ンドと該強化ファイバを前記柔軟な薄膜へ固定してその
長手方向の強度を増すようにするための手段とをさらに
備えたことを特徴とする前記音響信号検知装置。
(36) In claim (34), reinforcing strands and reinforcing fibers arranged generally parallel to the axis of the flexible thin film are fixed to the flexible thin film to increase its longitudinal strength. The acoustic signal detection device further comprises means for making the above sound signal detecting device.
(37)特許請求の範囲第(34)項において、前記柔
軟なスリーブ内に埋められた光学ファイバの少なくとも
一部はエッチングされた光学ファイバであることを特徴
とする前記音響信号検知装置。
(37) The acoustic signal detection device according to claim 34, wherein at least a portion of the optical fiber embedded within the flexible sleeve is an etched optical fiber.
(38)特許請求の範囲第(37)項において、前記エ
ッチングされた光学ファイバの少なくとも一部はエッチ
ングされた単一モードファイバであることを特徴とする
前記音響信号検知装置。
(38) The acoustic signal detection device according to claim (37), wherein at least a portion of the etched optical fiber is an etched single mode fiber.
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