JPH0319937B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0319937B2 JPH0319937B2 JP57130095A JP13009582A JPH0319937B2 JP H0319937 B2 JPH0319937 B2 JP H0319937B2 JP 57130095 A JP57130095 A JP 57130095A JP 13009582 A JP13009582 A JP 13009582A JP H0319937 B2 JPH0319937 B2 JP H0319937B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- optical
- pressure
- light
- optical waveguides
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
- G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/58—Turn-sensitive devices without moving masses
- G01C19/64—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams
- G01C19/72—Gyrometers using the Sagnac effect, i.e. rotation-induced shifts between counter-rotating electromagnetic beams with counter-rotating light beams in a passive ring, e.g. fibre laser gyrometers
- G01C19/721—Details, e.g. optical or electronical details
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、圧力変化を光の強度変化に変換し
て検出する光学的圧力センサに関する。
て検出する光学的圧力センサに関する。
圧力計測には、従来から、金属製のダイヤフラ
ムやブルドン管を用いた機械式計測装置と、各種
の歪ゲージを用いたり、半導体pn接合の圧力変
化特性を利用した電気的計測装置とが多く使用さ
れている。ところが、機械式の圧力計測装置には
ヒステリシスがあつて、精度の高い測定ができな
いという欠点がある。電気的計測では、シリコン
の単結晶に異方性エツチングによつてダイヤフラ
ムを形式し、このダイヤフラム上に拡散により歪
ゲージを作つた圧力センサが精度の良い、ヒステ
リシスのないセンサとしてよく使われるようにな
つてきている。しかしながらこの半導体センサ
は、電磁雑音が存在する環境では計測精度が低下
する、電気スパークによる火災または爆発のおそ
れがある、雰囲気によつては金属導電体が腐蝕し
やすいなどの問題がある。そこで、これらの諸問
題を解消する計測装置として光学的に圧力変化を
測定するものが脚光をあびてきた。光を用いた圧
力センサとしては、ダイヤフラムを形成したシリ
コン・チツプと光フアイバとを対向配置し、圧力
変化をシリコン・ダイヤフラムの変位に変換し、
さらにこの変位置を光フアイバから出射される光
の反射量の変化に変換して再びフアイバ中を逆方
向に伝搬させるという方式のものが知られてい
る。しかしながら、この光学的圧力センサではシ
リコン・チツプと光フアイバとの相対的な位置関
係を一定にかつ高精度に保つ必要があり、組立が
きわめて難しく、また圧力変化に対する光量の変
化が小さいという欠点がある。
ムやブルドン管を用いた機械式計測装置と、各種
の歪ゲージを用いたり、半導体pn接合の圧力変
化特性を利用した電気的計測装置とが多く使用さ
れている。ところが、機械式の圧力計測装置には
ヒステリシスがあつて、精度の高い測定ができな
いという欠点がある。電気的計測では、シリコン
の単結晶に異方性エツチングによつてダイヤフラ
ムを形式し、このダイヤフラム上に拡散により歪
ゲージを作つた圧力センサが精度の良い、ヒステ
リシスのないセンサとしてよく使われるようにな
つてきている。しかしながらこの半導体センサ
は、電磁雑音が存在する環境では計測精度が低下
する、電気スパークによる火災または爆発のおそ
れがある、雰囲気によつては金属導電体が腐蝕し
やすいなどの問題がある。そこで、これらの諸問
題を解消する計測装置として光学的に圧力変化を
測定するものが脚光をあびてきた。光を用いた圧
力センサとしては、ダイヤフラムを形成したシリ
コン・チツプと光フアイバとを対向配置し、圧力
変化をシリコン・ダイヤフラムの変位に変換し、
さらにこの変位置を光フアイバから出射される光
の反射量の変化に変換して再びフアイバ中を逆方
向に伝搬させるという方式のものが知られてい
る。しかしながら、この光学的圧力センサではシ
リコン・チツプと光フアイバとの相対的な位置関
係を一定にかつ高精度に保つ必要があり、組立が
きわめて難しく、また圧力変化に対する光量の変
化が小さいという欠点がある。
この発明は、わずかな圧力変化に対しても大き
な光量変化が得られ高精度の圧力測定が可能であ
るとともに、構成が簡単で製造が容易な光学的圧
力センサを提供することを目的とする。
な光量変化が得られ高精度の圧力測定が可能であ
るとともに、構成が簡単で製造が容易な光学的圧
力センサを提供することを目的とする。
この発明による光学的圧力センサは、少なくと
も１つの入出力用単一モード光導波路と、この入
出力用光路波路の一端に一端がそれぞれ結合され
た１対の圧力検出用単一モード光導波路とを有す
る基板、圧力検出用光導波路を伝搬する光波をそ
の他端側でそれぞれ反射させる手段、および１対
の圧力検出用光導波路の少なくとも一方の上に被
検出圧力を加え光導波路の位相定数を変化させる
手段からなることを特徴とする。
も１つの入出力用単一モード光導波路と、この入
出力用光路波路の一端に一端がそれぞれ結合され
た１対の圧力検出用単一モード光導波路とを有す
る基板、圧力検出用光導波路を伝搬する光波をそ
の他端側でそれぞれ反射させる手段、および１対
の圧力検出用光導波路の少なくとも一方の上に被
検出圧力を加え光導波路の位相定数を変化させる
手段からなることを特徴とする。
被検出圧力が一方の圧力検出用光導波路に加わ
ることにより圧力が加えられた部分においてその
光導波路の位相定数が変化する。入出力用光導波
路に入力した光波は、１対の圧力検出用光導波路
に分岐して伝搬し、反射手段によつて反射されて
反対方向に伝搬し再び入出力用光導波路に入つて
重ね合わされる。一方の圧力検出用光導波路の位
相定数が被検出圧力によつて変化するから、１対
の圧力検出用光導波路を伝搬する光波には位相差
が生じる。入出力用光導波路から出射される光の
強度はこの位相差によつて変化するから、出射光
の強度を測定することにより、被検出圧力を知る
ことができる。
ることにより圧力が加えられた部分においてその
光導波路の位相定数が変化する。入出力用光導波
路に入力した光波は、１対の圧力検出用光導波路
に分岐して伝搬し、反射手段によつて反射されて
反対方向に伝搬し再び入出力用光導波路に入つて
重ね合わされる。一方の圧力検出用光導波路の位
相定数が被検出圧力によつて変化するから、１対
の圧力検出用光導波路を伝搬する光波には位相差
が生じる。入出力用光導波路から出射される光の
強度はこの位相差によつて変化するから、出射光
の強度を測定することにより、被検出圧力を知る
ことができる。
両方の圧力検出用光導波路に異なる大きさの圧
力をそれぞれ加えることにより、これらの圧力の
差を検出することもできる。
力をそれぞれ加えることにより、これらの圧力の
差を検出することもできる。
この発明においては、光導波路の圧力による位
相定数の変化を利用しているから、圧力を精度よ
く検出することができる。しかも基板上に形成さ
れた光導波路構造、その一部を加圧するための手
段および反射手段を設ければ足り構成が簡単であ
り、製作が容易となる。
相定数の変化を利用しているから、圧力を精度よ
く検出することができる。しかも基板上に形成さ
れた光導波路構造、その一部を加圧するための手
段および反射手段を設ければ足り構成が簡単であ
り、製作が容易となる。
この発明の実施例の説明に先だち、その実施例
で利用される特殊な光導波路構造について説明し
ておく。
で利用される特殊な光導波路構造について説明し
ておく。
第１図において、１対の単一モード光導波路１
と２がその一端において微小角度θ1で交差してい
る。これらの光導波路１と２とは等しい巾W1，
W2を有しており、したがつて位相定数が等しく
設定されている。もう１対の単一モード光導波路
３と４とがあり、これらの光導波路３と４もまた
一端にて微小角度θ2で交差している。光導波路３
と４の巾W3とW4とは異なり、光導波路４の巾
W4は光導波路３の巾W3よりも狭くなつている。
したがつて、光導波路３と４の位相定数は異な
り、光導波路３の方が大きい。このような光導波
路１，２と光導波路３，４とは、これらの光導波
路がほぼ直線状になるように、それぞれの交差部
で結合されている。この結合部を符号５で示す。
説明の便宜のために、光導波路１，２から光導波
路３，４に向う方向をＺ軸、紙面に垂直な方向を
Ｘ軸として、XYZ座標軸をとる。また、光導波
路１，２を対称側、光導波路３，４を非対称側と
呼ぶ。
と２がその一端において微小角度θ1で交差してい
る。これらの光導波路１と２とは等しい巾W1，
W2を有しており、したがつて位相定数が等しく
設定されている。もう１対の単一モード光導波路
３と４とがあり、これらの光導波路３と４もまた
一端にて微小角度θ2で交差している。光導波路３
と４の巾W3とW4とは異なり、光導波路４の巾
W4は光導波路３の巾W3よりも狭くなつている。
したがつて、光導波路３と４の位相定数は異な
り、光導波路３の方が大きい。このような光導波
路１，２と光導波路３，４とは、これらの光導波
路がほぼ直線状になるように、それぞれの交差部
で結合されている。この結合部を符号５で示す。
説明の便宜のために、光導波路１，２から光導波
路３，４に向う方向をＺ軸、紙面に垂直な方向を
Ｘ軸として、XYZ座標軸をとる。また、光導波
路１，２を対称側、光導波路３，４を非対称側と
呼ぶ。
簡単のために、Ｘ方向には変化のない２次元構
造を考える。また、２つの交差角θ１１，θ2はい
ずれも十分に小さく、光波はほぼＺ方向に進行
し、Ｚ方向の微小変化に対して光導波路１と２の
間隔、および光導波路３と４の間隔の変化は無視
できるものとする。すなわち、結合部５を除い
て、微小区間を考えれば、２本の平行な光導波路
があり、Ｙ方向に一様な５層構造が形成されてい
る、とみなすことができるものとする。このよう
な場合には、ローカル・ノーマル・モード
（Local Nomal Mode）による解析法が適用でき
る。
造を考える。また、２つの交差角θ１１，θ2はい
ずれも十分に小さく、光波はほぼＺ方向に進行
し、Ｚ方向の微小変化に対して光導波路１と２の
間隔、および光導波路３と４の間隔の変化は無視
できるものとする。すなわち、結合部５を除い
て、微小区間を考えれば、２本の平行な光導波路
があり、Ｙ方向に一様な５層構造が形成されてい
る、とみなすことができるものとする。このよう
な場合には、ローカル・ノーマル・モード
（Local Nomal Mode）による解析法が適用でき
る。
よく知られているように、２つの単一モード光
導波路からなる５層光導波路の固有モードには、
偶モードと奇モードの２種類がある。第２図ａ，
ｂには、この５層光導波路構造における偶モード
と奇モードの伝搬状態がそれぞれ示されている。
第２図ｃには、この５層光導波路構造の偶、奇両
モードの位相定数の変化の様子が示されている。
光導波路１，２からなる対称側において、結合部
５から十分に遠く、光導波路１と２の間隔が広い
位置では、光導波路１と２の間の結合が無視でき
るため２つの固有モードは縮退し、両モードの位
相定数は等しい。結合部５に近づくにつれて縮退
がとけて両モードの位相定数の差が大きくなる。
結合部５では、２つの光導波路が１つになり、３
層光導波路構造となるため、偶モードは３層光導
波路の基本モード（位相定数の大きい方）に、奇
モードは１次モード（位相定数の小さい方）にそ
れぞれ移行する。結合部５を過ぎて、光導波路３
と４からなる非対称側にはいると、光導波路３と
４の間隔が再び拡大するため両モードの位相定数
の差は減少するが、光導波路３と４の位相定数が
異なるので偶、奇モードの位相定数はそれぞれ異
なる値に漸近する。この例では、光導波路３の幅
が光導波路４の幅より広くなつているから、位相
定数は光導波路３のほうで大きい。したがつて、
偶モードの光波パワーは光導波路３に、奇モード
の光波パワーは光導波路４にそれぞれ集中する。
導波路からなる５層光導波路の固有モードには、
偶モードと奇モードの２種類がある。第２図ａ，
ｂには、この５層光導波路構造における偶モード
と奇モードの伝搬状態がそれぞれ示されている。
第２図ｃには、この５層光導波路構造の偶、奇両
モードの位相定数の変化の様子が示されている。
光導波路１，２からなる対称側において、結合部
５から十分に遠く、光導波路１と２の間隔が広い
位置では、光導波路１と２の間の結合が無視でき
るため２つの固有モードは縮退し、両モードの位
相定数は等しい。結合部５に近づくにつれて縮退
がとけて両モードの位相定数の差が大きくなる。
結合部５では、２つの光導波路が１つになり、３
層光導波路構造となるため、偶モードは３層光導
波路の基本モード（位相定数の大きい方）に、奇
モードは１次モード（位相定数の小さい方）にそ
れぞれ移行する。結合部５を過ぎて、光導波路３
と４からなる非対称側にはいると、光導波路３と
４の間隔が再び拡大するため両モードの位相定数
の差は減少するが、光導波路３と４の位相定数が
異なるので偶、奇モードの位相定数はそれぞれ異
なる値に漸近する。この例では、光導波路３の幅
が光導波路４の幅より広くなつているから、位相
定数は光導波路３のほうで大きい。したがつて、
偶モードの光波パワーは光導波路３に、奇モード
の光波パワーは光導波路４にそれぞれ集中する。
上述の説明は、光が対称側から非対称側に伝搬
する場合のものであるが、非対称側から対称側に
光が進む場合には、上述の説明を逆にたどればよ
い。
する場合のものであるが、非対称側から対称側に
光が進む場合には、上述の説明を逆にたどればよ
い。
第３図は、上述の光導波路に対称側から種々の
光波を入力したときに得られる光波出力を示して
いる。第３図ａは、対称側の２つの光導波路１，
２に同相の光波が入力した場合である。対称側で
は偶モードが励振されて伝搬し、結合部５では基
本モードに、非対称側では再び偶モードにそれぞ
れ変化する。非対称側における偶モードの光波パ
ワーは光導波路３に集中しているため、出力光波
は光導波路３から得られる。第３図ｂは、互いに
逆相の光波を対称側の２つの光導波路１，２に入
力した場合である。対称側では奇モードが励振さ
れて伝搬し、結合部５では１次モードに、非対称
側では再び奇モードにそれぞれ変化する。非対称
側における奇モードの光波パワーは光導波路４に
集中しているため、出力光波は光導波路４から得
られる。第３図ｃは、光波が光導波路１にのみ入
力した場合である。この場合には、対称側で偶モ
ードと奇モードとが等しいパワーで励振されたと
考えられるから、第３図ａとｂの重ね合わせとな
り、光導波路３と４に等しいパワーの光波が出力
される。
光波を入力したときに得られる光波出力を示して
いる。第３図ａは、対称側の２つの光導波路１，
２に同相の光波が入力した場合である。対称側で
は偶モードが励振されて伝搬し、結合部５では基
本モードに、非対称側では再び偶モードにそれぞ
れ変化する。非対称側における偶モードの光波パ
ワーは光導波路３に集中しているため、出力光波
は光導波路３から得られる。第３図ｂは、互いに
逆相の光波を対称側の２つの光導波路１，２に入
力した場合である。対称側では奇モードが励振さ
れて伝搬し、結合部５では１次モードに、非対称
側では再び奇モードにそれぞれ変化する。非対称
側における奇モードの光波パワーは光導波路４に
集中しているため、出力光波は光導波路４から得
られる。第３図ｃは、光波が光導波路１にのみ入
力した場合である。この場合には、対称側で偶モ
ードと奇モードとが等しいパワーで励振されたと
考えられるから、第３図ａとｂの重ね合わせとな
り、光導波路３と４に等しいパワーの光波が出力
される。
光波を非対称側から入力することもでき、この
場合には上述した逆の過程をたどる。たとえば、
光導波路３に光波が入力した場合には、対称側の
両光導波路１と２とから同相の光波が出力される
（第３図ａに破線の矢印で示す）。他についても同
じよううに考えることができる。以上の考察か
ら、この光導波路構造が通常の光ビーム・スプリ
ツタ（たとえばハーフ・ミラー）と等価な機能を
有するものであることが理解されよう。
場合には上述した逆の過程をたどる。たとえば、
光導波路３に光波が入力した場合には、対称側の
両光導波路１と２とから同相の光波が出力される
（第３図ａに破線の矢印で示す）。他についても同
じよううに考えることができる。以上の考察か
ら、この光導波路構造が通常の光ビーム・スプリ
ツタ（たとえばハーフ・ミラー）と等価な機能を
有するものであることが理解されよう。
第４図は実施例を示している。Ｚカツトの
LiNbO3結晶基板１０の一面上に、Tiを熱拡散す
ることにより、第１図に示すような光導波路１と
２の対、光導波路３と４の対およびこれらの交差
部の結合部５が形成されている。これらの光導波
路１〜〜４の結合部５と反対側端部には、平行な
光導波路１１，１２，１３，１４がそれぞれ連続
している。光導波路３，１３が入力用、光導波路
４，１４が出力用、光導波路１，２，１１，１２
が圧力検出用である。このような使い方は、第３
図ａに破線で示すように、光波を非対称側から入
力するものと同じである。光導波路１と２の交差
角、光導波路３と４の交差角θ1，θ2はいずれも
1.2゜以上の小さい値にとられている。基板１０の
光導波路１１，１２側の端面にはAlを蒸着する
ことにより反射膜８が形成されている。また、光
導波路１１，１２上には、同じ長さのSiO2薄膜
６，７がこれらを覆うようにそれぞれ形成されて
いる。そして、一方のSiO2膜６上にはロツド９
によつて被検出圧力が印加されるようになつてい
る。被検出圧力が機械的な機構によつて発生され
る場合にはこのロツド９がその機構に直接にまた
は関接に連結される。被検出圧力が流体圧の場合
には、その流体が導かれるシリンダのピストンに
このロツド９が連結される。ロツド９に代えてシ
リンダをSiO2膜６上に配置し、このシリンダに
被検出流体を直接に導いてもよい。
LiNbO3結晶基板１０の一面上に、Tiを熱拡散す
ることにより、第１図に示すような光導波路１と
２の対、光導波路３と４の対およびこれらの交差
部の結合部５が形成されている。これらの光導波
路１〜〜４の結合部５と反対側端部には、平行な
光導波路１１，１２，１３，１４がそれぞれ連続
している。光導波路３，１３が入力用、光導波路
４，１４が出力用、光導波路１，２，１１，１２
が圧力検出用である。このような使い方は、第３
図ａに破線で示すように、光波を非対称側から入
力するものと同じである。光導波路１と２の交差
角、光導波路３と４の交差角θ1，θ2はいずれも
1.2゜以上の小さい値にとられている。基板１０の
光導波路１１，１２側の端面にはAlを蒸着する
ことにより反射膜８が形成されている。また、光
導波路１１，１２上には、同じ長さのSiO2薄膜
６，７がこれらを覆うようにそれぞれ形成されて
いる。そして、一方のSiO2膜６上にはロツド９
によつて被検出圧力が印加されるようになつてい
る。被検出圧力が機械的な機構によつて発生され
る場合にはこのロツド９がその機構に直接にまた
は関接に連結される。被検出圧力が流体圧の場合
には、その流体が導かれるシリンダのピストンに
このロツド９が連結される。ロツド９に代えてシ
リンダをSiO2膜６上に配置し、このシリンダに
被検出流体を直接に導いてもよい。
入力用光導波路１３には適当な光源（図示略）
から光学系または光フアイバなどを通して光が入
射される。出力用光導波路１４は、光学系または
光フアイバを介して光電検出器（図示略）に結合
されている。ロツド９によつて圧力が印加されて
いない場合には、光導波路１，１１と２，１２と
の位相定数は等しい。したがつて光導波路１３か
ら入射された光は両光導波路１，２に等しく分れ
て伝搬し、反射膜８で反射したのち再び光導波路
１３に戻り、光導波路１４から出力光は得られな
い（第３図ａ参照）。ロツド９を介して圧力が印
加されると、この圧力によつて光導波路１１の厚
さが変化すること、および圧力によつて生じた歪
みによつて光導波路１１の屈折率が変化すること
により、光導波路１１の位相定数が変化する。し
たがつて、光導波路１，１１と光導波路２，１２
とを伝搬する光波に位相差が生じ、この位相差に
応じた強度の光が光導波路１４から出射する。光
導波路１４から出力する光の強度を測定すること
により、圧力を検出することができる。印加圧力
に対する光導波路１４の出力光の強度変化が第５
図に示されている。
から光学系または光フアイバなどを通して光が入
射される。出力用光導波路１４は、光学系または
光フアイバを介して光電検出器（図示略）に結合
されている。ロツド９によつて圧力が印加されて
いない場合には、光導波路１，１１と２，１２と
の位相定数は等しい。したがつて光導波路１３か
ら入射された光は両光導波路１，２に等しく分れ
て伝搬し、反射膜８で反射したのち再び光導波路
１３に戻り、光導波路１４から出力光は得られな
い（第３図ａ参照）。ロツド９を介して圧力が印
加されると、この圧力によつて光導波路１１の厚
さが変化すること、および圧力によつて生じた歪
みによつて光導波路１１の屈折率が変化すること
により、光導波路１１の位相定数が変化する。し
たがつて、光導波路１，１１と光導波路２，１２
とを伝搬する光波に位相差が生じ、この位相差に
応じた強度の光が光導波路１４から出射する。光
導波路１４から出力する光の強度を測定すること
により、圧力を検出することができる。印加圧力
に対する光導波路１４の出力光の強度変化が第５
図に示されている。
第４図において、光導波路１４から光を入射さ
せ光導波路１３から検出光を得るようにしてもよ
い。また、SiO2膜７に圧力を加えるようにして
もよい。SiO2膜６，７の両方にそれぞれ異なる
圧力を印加すると、これらの圧力の差を検出する
ことができる。さらに、光導波路１，１１，２，
１２を入出力用、光導波路３，１３，４，１４を
圧力検出用とすることも可能である。
せ光導波路１３から検出光を得るようにしてもよ
い。また、SiO2膜７に圧力を加えるようにして
もよい。SiO2膜６，７の両方にそれぞれ異なる
圧力を印加すると、これらの圧力の差を検出する
ことができる。さらに、光導波路１，１１，２，
１２を入出力用、光導波路３，１３，４，１４を
圧力検出用とすることも可能である。
また、光導波路１１と１２における光の反射位
置を光の波長をλとして、λ／４だけ異ならせて
おけば、圧力を印加しない場合に光導波路１４か
ら最大強度の出力光が得られる。光の反射手段は
基板１０に形成せずに、基板１０の外部に設けて
もよい。そして、反射手段としては反射鏡以外に
たとえば光フアイバの端面を利用してもよい。
置を光の波長をλとして、λ／４だけ異ならせて
おけば、圧力を印加しない場合に光導波路１４か
ら最大強度の出力光が得られる。光の反射手段は
基板１０に形成せずに、基板１０の外部に設けて
もよい。そして、反射手段としては反射鏡以外に
たとえば光フアイバの端面を利用してもよい。
第６図はこの発明の他の実施例を示している。
ガラス基板２０上に銀イオンを電界拡散させるこ
とにより、入出力用単一モード光導波路２４、こ
の光導波路２４のＹ字形光分岐路２３、およびこ
のＹ字形光分岐路２３にそれぞれつながる１対の
平行な圧力検出用単一モード光導波路２１，２２
が形成され、基板２０の光導波路２１，２２側端
面にAlを蒸着することにより反射膜２５が形成
されている。１対の光導波路２１，２２のうち一
方２１に被検出圧力を印加するためのロツド９が
配置されている。光は光導波路２４から入射され
る。圧力が印加されていない場合には、１対の光
導波路２１，２２を伝搬する光波間には位相差は
生じないから、光導波路２４から出射される両導
波路２１，２２の光波の重ね合わされた光は最大
値を示す。ロツド９によつて光導波路２１に圧力
が印加されると、光導波路２１の位相定数が変化
するので、光導波路２４から出力される光は圧力
によつて強度変調される。
ガラス基板２０上に銀イオンを電界拡散させるこ
とにより、入出力用単一モード光導波路２４、こ
の光導波路２４のＹ字形光分岐路２３、およびこ
のＹ字形光分岐路２３にそれぞれつながる１対の
平行な圧力検出用単一モード光導波路２１，２２
が形成され、基板２０の光導波路２１，２２側端
面にAlを蒸着することにより反射膜２５が形成
されている。１対の光導波路２１，２２のうち一
方２１に被検出圧力を印加するためのロツド９が
配置されている。光は光導波路２４から入射され
る。圧力が印加されていない場合には、１対の光
導波路２１，２２を伝搬する光波間には位相差は
生じないから、光導波路２４から出射される両導
波路２１，２２の光波の重ね合わされた光は最大
値を示す。ロツド９によつて光導波路２１に圧力
が印加されると、光導波路２１の位相定数が変化
するので、光導波路２４から出力される光は圧力
によつて強度変調される。
第１図は、導波形光ビーム・スプリツタの動作
原理を示す構成図、第２図ａ，ｂは、このビー
ム・スプリツタにおける固有モードの伝搬の様子
を示す図、第２図ｃは位相定数の変化を示すグラ
フ、第３図は、このビーム・スプリツタへの光波
の入力と出力との種々の関係を示す図、第４図
は、この発明の実施例を示す斜視図、第５図は、
出力光の強度の圧力による変化を示すグラフ、第
６図はこの発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 １，２，１１，１２，２１，２２…圧力検出用
単一モード光導波路、３，４，１３，１４，２４
…入出力用単一モード光導波路、１０，２０…基
板、８，２５…反射膜、９…被検出圧力印加用ロ
ツド。
原理を示す構成図、第２図ａ，ｂは、このビー
ム・スプリツタにおける固有モードの伝搬の様子
を示す図、第２図ｃは位相定数の変化を示すグラ
フ、第３図は、このビーム・スプリツタへの光波
の入力と出力との種々の関係を示す図、第４図
は、この発明の実施例を示す斜視図、第５図は、
出力光の強度の圧力による変化を示すグラフ、第
６図はこの発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 １，２，１１，１２，２１，２２…圧力検出用
単一モード光導波路、３，４，１３，１４，２４
…入出力用単一モード光導波路、１０，２０…基
板、８，２５…反射膜、９…被検出圧力印加用ロ
ツド。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも１つの入出力用単一モード光導波
路と、この入出力用光導波路の一端に一端がそれ
ぞれ結合された１対の圧力検出用単一モード光導
波路とを有する基板、 圧力検出用光導波路を伝搬する光波をその他端
側でそれぞれ反射させる手段、および 少なくとも一方の圧力検出用光導波路上に被検
出圧力を加え光導波路の位相定数を変化させる手
段、 を備えている光学的圧力センサ。 ２ 入出力用光導波路にその他端から光波を入射
させる手段、および入出力用光導波路の他端から
出射する光の強度を検出する手段を備えている、
特許請求の範囲第１項記載の光学的圧力センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13009582A JPS5919829A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 光学的圧力センサ |
| US06/816,974 US4674827A (en) | 1982-05-20 | 1986-01-06 | Slab-type optical device |
| US07/000,865 US4850666A (en) | 1982-05-20 | 1987-01-06 | Slab-type optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13009582A JPS5919829A (ja) | 1982-07-26 | 1982-07-26 | 光学的圧力センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919829A JPS5919829A (ja) | 1984-02-01 |
| JPH0319937B2 true JPH0319937B2 (ja) | 1991-03-18 |
Family
ID=15025834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13009582A Granted JPS5919829A (ja) | 1982-05-20 | 1982-07-26 | 光学的圧力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919829A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62113581A (ja) * | 1985-11-13 | 1987-05-25 | Tokyo Electric Co Ltd | リボン送り装置 |
| US20050050956A1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-03-10 | Gysling Daniel L. | Contact-based transducers for characterizing unsteady pressures in pipes |
| JP7145824B2 (ja) * | 2019-08-22 | 2022-10-03 | 古河電気工業株式会社 | 外力検出装置および光ファイバセンサ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5649932A (en) * | 1979-09-29 | 1981-05-06 | Matsushita Electric Works Ltd | Pressure-detecting device |
-
1982
- 1982-07-26 JP JP13009582A patent/JPS5919829A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5919829A (ja) | 1984-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4850666A (en) | Slab-type optical device | |
| US5073024A (en) | Integrated optical device for measuring the refractive index of a fluid | |
| CA2233305C (en) | Integrated optic interferometric sensor | |
| CN102052902B (zh) | 一种高精度大量程低相干干涉位移解调装置及其解调方法 | |
| CN108731841B (zh) | 调频连续波激光干涉光纤温度传感器 | |
| US4818071A (en) | Fiber optic doppler anemometer | |
| WO1982003914A1 (fr) | Detecteur de temperature | |
| US6563593B2 (en) | Dynamic angle measuring interferometer | |
| CN115876090A (zh) | 反射式法布里珀罗光栅干涉位移测量方法及系统 | |
| CN208595984U (zh) | 一种高灵敏度光纤温度传感器 | |
| US5929989A (en) | Optical pressure detection method and apparatus | |
| JPH0319937B2 (ja) | ||
| JPH0456250B2 (ja) | ||
| CN100402975C (zh) | 一种用于应变测量的干涉型光纤传感器 | |
| JPH024864B2 (ja) | ||
| JPS59166830A (ja) | 光学的圧力センサ | |
| JPS59166873A (ja) | 光応用電圧・電界センサ | |
| JPH04329324A (ja) | 光センサおよび該光センサを用いた光学的測定方法 | |
| JPS5923305A (ja) | 光学的計測器 | |
| WO1991013329A1 (en) | Pressure sensor | |
| JPS5819528A (ja) | 光圧力センサ | |
| JPH07159114A (ja) | 微小変位計 | |
| CN118425554A (zh) | 一种光纤流速计及流速测量方法 | |
| JPS63222232A (ja) | 波長センサ | |
| JPH0480643A (ja) | 屈折率測定装置 |