JPH0353566B2 - - Google Patents

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JPH0353566B2
JPH0353566B2 JP56061108A JP6110881A JPH0353566B2 JP H0353566 B2 JPH0353566 B2 JP H0353566B2 JP 56061108 A JP56061108 A JP 56061108A JP 6110881 A JP6110881 A JP 6110881A JP H0353566 B2 JPH0353566 B2 JP H0353566B2
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JP
Japan
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light
core
optical fiber
detection device
optical
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JP56061108A
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English (en)
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Shifunaa Geruharuto
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of JPS56168506A publication Critical patent/JPS56168506A/ja
Publication of JPH0353566B2 publication Critical patent/JPH0353566B2/ja
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/353—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre
    • G01D5/35303—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells influencing the transmission properties of an optical fibre using a reference fibre, e.g. interferometric devices
    • 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
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02042—Multicore optical fibres
    • 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
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4415—Cables for special applications

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Optical Transform (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はクラツドに囲まれた光を導くコアを有
し検出要素として用いられる光フアイバと、光フ
アイバを通る光の光フアイバに対する物理的作用
により変化する特定の物理的パラメータの変化を
検知することのできる光感応装置を備えた検出装
置に関する。
そのような種類の検出装置は公知である。その
ような公知の検出装置に対する例は、例えば回転
速度の検知のために用いられる環状干渉計であ
る。そのような環状干渉計においては光フアイバ
の両端を介して光が入力結合される。光フアイバ
を一方向に通過する光と光フアイバを逆方向に通
過する光は重畳によつて干渉し、この状態で光度
計に導かれる。従つて光フアイバを透過する光の
強度が物理的パラメータとして測定される。光フ
アイバへの物理的な作用は光フアイバの回転運動
に存する。測定される強度はこの回転運動の角速
度と共に変化する。強度の角速度との関係は
Sagnac効果に基づく。
光フアイバへの他の物理的作用も光フアイバを
通る光の所定のパラメータを変えることがある。
その例は光フアイバへの押圧作用、引張り作用あ
るいはまた温度作用であり、それは例えば光フア
イバを通る光の伝播速度、あるいはまたその偏光
状態をも物理的パラメータとして変え得る。すで
に押圧、引張りおよび温度の変化に反応する最初
に述べた種類の検出装置が提案されている（ドイ
ツ連邦共和国特許出願公開第2936303号明細書）。
特にこのような検出装置は音響検出器として使用
することができる。
特定のパラメータとは、測定器により実際に測
定される透過光のパラメータを意味する。そのよ
うなパラメータは直接のパラメータでなくてもよ
く、従属パラメータであつてもよい。上述の環状
干渉計の例では直接パラメータは光フアイバを透
過する光の走行時間である。すなわち、Sagnac
効果は回転する光フアイバにおいては、フアイバ
を一方向および他方向に進む光の間の非相互走行
時間差を引き起す。この走行時間差は他方では間
接に干渉光の強度の変化を引き起す。この意味で
強度は従属パラメータである。
本発明の目的は、特に光フアイバの曲げを検知
して反応する最初に述べた種類の検出装置を提供
することにある。
この目的は、本件出願の第一の発明によれば、
光フアイバが隣接して走り共通のクラツドに囲ま
れ、その断面において共線上に配置されていない
三つまたはそれ以上のコアを有する多心光フアイ
バからなり、光感応装置によつて両コアを透過す
る光のパラメータの変化を検知し得るようにする
ことによつて達成される。また上記目的は、本件
出願の第二の発明によれば、光フアイバが隣接し
て走り共通のクラツドに囲まれ、その縦軸の周り
にねじられた少なくとも二つの導光コアを有する
多心光フアイバからなり、光感応装置によつて両
コアを透過する光のパラメータの変化を検知し得
るようにすることによつて達成される。
提案された検出装置の改善された曲げ感度は、
多心光フアイバが曲がつた際異なるコアに通常異
なる物理的な影響が加えられ、そのパラメータは
コアを透過する光によつて異なる影響を受けるこ
とに基づく。二つの平行なコアだけの場合には曲
げ感度は、いかにフアイバが曲げられるかに強く
依存する。この欠点は特許請求の範囲第１項ある
いは第８項に呈示された本件出願の第１，２発明
によつて除外できる。
提案された検出装置の特に有利な実施態様にお
いては、多心光フアイバが特許請求の範囲第２項
あるいは第１９項に呈示されるように形成され
る。それによつてコアを透過する光の走行時間を
２倍にするか光フアイバ長さを半分にすることが
できる。
特許請求の範囲第３項あるいは第２０項に記載
の特徴事項が示す多心光フアイバを用いると有利
である。
障害となるクラツドモードの除去のために特許
請求の範囲第４項に記載の手段を選ぶことができ
る。
提案された検出装置の第一の有利な実施態様
は、特許請求の範囲第５項あるいは第２１項に述
べられているように形成される。それによればこ
の実施態様は干渉計であり、干渉計において、特
に環状干渉計において得られたすべての経験が有
利に利用できる。
特許請求の範囲第６項ないし第８項は特許請求
の範囲第５項による装置の望ましい実施態様を与
える。
提案された検出装置の第二の有利な実施態様
は、特許請求の範囲第２２項に呈示されているよ
うに形成される。この実施態様においては、近接
しているコアの間にすでに多心光フアイバの曲げ
に強く依存する密結合が生ずる。コアから出た光
の強度は各コアに対して別々に測定される。二つ
の別々に測定された強度の比は光フアイバの曲げ
の程度に対する尺度である。
特許請求の範囲第１０項は特許請求の範囲第９
項による装置の望ましい実施態様を示すものであ
る。
コアから出た光は発散している。例えば検知器
を使用する場合、あるいは特許請求の範囲第９項
または第１０項による実施態様の場合のようにし
ばしば発散光を集束することは有効であり、ある
いは必要でさえもあつても、そのことは特許請求
の範囲第１１項に呈示されている手段によつて最
も有効に達成できる。
特許請求の範囲第１２項に呈示されているよう
に提案された検出装置を形成することは有利であ
る。この装置は障害となる偏光効果を除去できる
が、偏光効果を利用することもできる。
提案された検出装置の入力結合装置は、特許請
求の範囲第１３項ないし第１６項あるいは第２３
項に呈示されているように形成されることが有利
である。それは特許請求の範囲第２項あるいは第
１９項に呈示されているように反射鏡を持つ多心
光フアイバにおいて特に有利に使用することがで
きる。そのような光フアイバにおいて通常光は同
じ端面を介して入力結合されまた再び出力され
る。この場合に入力結合手段は出力光の測定を行
うことができ測定すべきパラメータがそこなわれ
ないように形成されなければならない。特許請求
の範囲第１４項ないし第１６項による入力結合装
置によつてこの要求は満足される。
特許請求の範囲第１２項ないし第１５項による
実施態様は相互に離れたコアを持つ多心光フアイ
バにおいて用いられるのが望ましいが、一方特許
請求の範囲第１６項による実施態様は近接したコ
アを持つ多心光フアイバにおいて用いられるのが
望ましい。
特許請求の範囲第１７項あるいは第２４項は、
一つのコアから取り出された光に移相、特に周期
的に変動する移相を与えることができるような検
出装置の実施態様を呈示する。この手段によつて
異なるコアから出た光の間に現われる移相が補償
され、測定技術的に利用され、変動する移相を加
えた際に多心光フアイバの曲げの方向に関する付
加的な情報を得ることができる。
提案された検出装置は単に多心光フアイバの曲
げだけではなく、他の変形、例えば押圧にも感応
する。提案された検出装置は異なる検出器の構成
のために、例えば感温体としてバイメタル条片と
結ぶ付いて変位あるいは角度変化に対する検出器
として、あるいはまたマイクロホンとしても使用
できる。
次に本発明を図面について詳細に説明する。
第１図は本件出願の第二の発明の一例を示すも
ので、その軸の周りにねじられ、多心光フアイバ
から取り出される光を受光する受信装置がその傍
に配置された多心光フアイバの挾着された端部片
を示し、第２ａ図ないし第２ｃ図はねじられた光
フアイバの中のコアの異なる部位における配置を
示す第１図の−線、−線、および−
線に沿う断面図であり、第２ｄ図は本件出願の第
一の発明の一例を示すもので、四つのコアを有す
る多心光フアイバの断面図であり、第３図は一端
において挾着され、他端においてはその端面に反
射鏡が設けられた多心光フアイバを示し、第４図
は著しい密結合が起きないほど相互に離れている
二つのコアを持つ多心光フアイバの端部片とコア
から取り出され干渉せしめられた光を受ける遮光
スクリーンを有する受信装置を示し、第５図は受
信装置とそれと組み合せられた同一端面を介して
入力および出力結合され特に相互に離れて配置さ
れたコアを有する多心光フアイバに対して適する
多心光フアイバ用の入力結合装置を示し、第６図
は受信装置とそれと組み合せられた同一端面を介
して入力および出力結合され特に近接して位置す
るコアを有する多心光フアイバ用の入力結合装置
を示し、第７図は方向性光結合器から成る入力結
合装置を示し、第８図は光路に光学的位相変調器
が配置されている第５図に示されているような受
信装置の断面をそれぞれ示す。
これらの図は寸法的には正確ではない。多心光
フアイバの太さは著しく誇張されて示されてい
る。
第１図は提案された検出装置の基本構造を示
す。それは主として、共通のクラツド２によつて
囲まれ相並んだ二つのコア３１および３２を備え
た多心光フアイバ１と、コア３１および３２を通
る光を受けこの光のパラメータの変化を検知する
ことができる光感応装置４からなる。
提案された検出装置の曲げ感度は、多心光フア
イバを曲げる際に二つのコアの光学的性質が相対
的に互に変化し、それに伴つて両コアを通る光の
特定のパラメータが変化することに基づく。その
ような二つのコアの相対的変化は勿論光フアイバ
への他の機械的な影響によつて、例えば押圧によ
つてもひき起される。
例えば曲げの場合には曲げられていないコアの
光路長と屈折率と従つて両コアを通る光の走行時
間が相対的に変化し得る。走行時間差はコアを透
過する光の物理的なパラメータとして測定するこ
とができ、フアイバの曲げあるいは他の変形に対
する尺度である。
最大走行時間差は、二つのコア３１および３２
の間の最短結線Ｖが曲半径Ｒの方向に通るとき湾
曲部に得られる。この場合は第２ｃ図に断面で示
されている。この場合にフアイバの軸Ａが両コア
の間を通るならば、半径方向において外側のコア
伸び、半径方向において内側のコアは縮み、それ
によつて特に大きな走行時間差が得られる。
これに対し最短結線Ｖが曲率半径Ｒに直角に通
る場合には走行時間差は生じない。この最も不都
合な場合は第２ａ図に多心光フアイバ１を通る断
面で示されている。
多心光フアイバ１を軸Ａに沿つて、例えば90゜
だけねじれることは有効である。フアイバはそこ
で同じ曲げに対して種々の感度を持つことによつ
て相互に相違する二つまたはそれ以上の縦領域に
配分される。第１図に示す本件出願の第二の発明
に係る多心光フアイバ１においてはフアイバはね
じられている。固定装置１００に固定された端部
分Ｂにおいては最短結線Ｖは図の面に垂直であ
る。それに続く部分Ｃにおいてはフアイバがねじ
られ、最短結線Ｖは、部分Ｃに続く部分Ｄへの境
界に達する図の面に平行な位置まで垂直な位置か
ら漸次ねじられる。この領域においてフアイバは
図の面に平行な曲げに対して最もよく感応し、一
方フアイバは部分Ｂにおいてはそのような曲げに
対して全く反応しない。この領域Ｂにおいてフア
イバは図の面に垂直な曲げに最もよく反応し、一
方フアイバは部分Ｄにおいてそのような曲げに対
して全く反応しない。領域Ｃにおいてフアイバは
図の面に対して斜めの種々の方向の曲げに対して
最もよく感応する。
多心光フアイバは、断面において共線上に配置
されていない三つまたはそれ以上のコアを有する
場合には、異なる曲げ方向に対しても最もよく感
応させることができる。第２ｄ図において本件出
願の第一の発明の一例が断面で示されている。断
面で示された多心光フアイバは矩形の角に配置さ
れた四つのコア３１ないし３４を有する。矩形の
四辺と二つの対角線は二つのコアの間の最短結線
してそれぞれ最適方向であり、すなわちフアイバ
の曲げの際においてフアイバが最もよく感応す
る。勿論光感応装置４は、それが用いられた各コ
ア対の両コアの間の走行時間差を検出し得るよう
に構成されている。第２ｄ図に示す多心光フアイ
バにおいては、六つのコア対、すなわちコア対３
１，３３，３３，３２，３１，３２，３２，３
４，３１，３４および３３，３４が用いられる。
コア対３１，３３および３３，３２はコア対３
４，３２および３１，３４と、その矩形の辺がそ
れぞれ互いに平行に通つているから同価である。
その最短結線が他のコア対の一つの最短結線に平
行に通るコア対は他の方向に対する曲げ感度の改
善に対して寄与しない。断面において二つの他の
コアに共線的に配置されている付加的なコアは、
他の方向に対する曲げ感度の改善に僅か寄与する
ことになる。
第３図には多心光フアイバ１の一つの実施態様
が示され、それにおいては一つの端面に反射鏡５
を備え、両コア３１または３２のそれぞれを通つ
て反射鏡に達する光は同じコアに反射されその中
を逆方向に伝播する。
反射鏡５は多心光フアイバの研削された、また
は良好に折られた端部を例えば金属層の蒸着によ
つて鏡面化することによつて形成することができ
る。
第３図に示すフアイバにおいては、コア３１お
よび３２の中への光の入力結合と、コアを二回通
過した光の出力結合がフアイバの同じ端面を介し
て行われる。このフアイバ中の光は一つのコアを
二回通過するから、走行時間は異なる端面を介し
て入力および出力結合される同じ長さのフアイバ
におけるより２倍大きい。
走行時間差は干渉計装置によつて有利に測定す
ることができる。この場合に対しては、提案され
た検出装置が干渉計装置として構成されるのが有
効である。この関係において、ここでも提案され
たまたは公知の環状干渉計の場合と同様に多心光
フアイバのコアの直径が、コアがそれぞれ一つの
モードだけを伝送できるほど小さいならば有効で
あることに言及しておく。妨害するクラツドモー
ドは、多心光フアイバをコアモードがフアイバの
端に達する前に減衰してしまうほど長くつくるこ
とによつて、あるいは妨害するクラツドモードの
除去のためのモードフイルタをフアイバに備える
ことによつて消減させることができる。
本発明による検出装置を干渉計装置として構成
するには複数の可能性が存在する。一つの実施態
様においては、隣接して通る二つのコア３１およ
び３２がそれらの間に目立つた密結合が生じない
ほど相互に離れている多心光フアイバ１を用い
る。従つてコアを通過する光フアイバの外で干渉
させられなければならない。これは、光感応装置
４が両コア３１および３２を通り重なりによつて
干渉させられる光の光路４００，５１０，５２０
中に配置される感光面４０，４１０，４２０を有
することによつて行われる（第４図、第５図参
照）。
そのような手段の簡単な具体的な構成を第４図
に示す。ここで受光面は主として遮光スクリーン
４０からのみ成り、このスクリーン上に干渉模様
を直接観察できる。もちろん画質の改善、干渉像
の拡大または縮小のために、コア３１および３２
を透過する光の光路に配置することのできる写像
光学系を用いてもよい。遮光スクリーン上に観察
される干渉模様は、両コアの一つを透過する光の
位相速度が他のコアを透過する光の位相速度に対
して相対的に変るときに変化する。これは上述の
走行時間差の変化と同じ意味である。干渉模様の
明暗構造状態は両コア中の位相速度の差に対する
尺度である。
コアを透過する光が干渉できるためには、干渉
性の光がコアに入力結合されねばならない。その
ためには一つの光源、例えばレーザ光を用いるの
が最もよい。その場合、入力結合される光が偏光
している、特に直線偏光しているのが好ましい。
直線偏光を用いる場合には、多心光フアイバが
この光を楕円偏光に変換し、それが干渉模様のコ
ントラストを悪くすることがある。従つて良好な
コントラストを得るためには、コアから出力結合
される光の光路に、光源から発せられる直線偏光
に関して最大透過性に、すなわち光源の偏光面に
平行であるように調整されている直線偏光子を配
置することが有効である。第４図および次に述べ
る装置においてもそれ故そのような偏光子６が備
えられている。
遮光スクリーンによる干渉模様の目視による観
察または監視の代りに干渉模様の電子的監視を用
いることもできる。そのような場合には、受光面
は干渉模様の光の強さ、特に模様の積分強度を監
視する感光性検出器の感光面からなる。
この場合の受信装置の実施態様を第５図に示
す。二つの検出器４１および４２は感光面４１０
もしくは４２０を備えている。この装置は異なる
コア３１および３２から発する光路５０１もしく
は５０２を重ねてそれぞれ感光面４１０もしくは
４２０に導く光線分配装置４３，４４を有する。
コア３１から発する光路５０１に配置された反
射鏡４３は、光路５０１の軸に45゜の角度で傾斜
した半透明鏡であり、一方コア３２から発する光
路５０２に配置された反射鏡４４は不透明鏡であ
り、鏡４４によつて反射された光路５０２の軸が
半透明鏡４３によつて反射された光路５０１の軸
と合致し、それによつて反射鏡４３から両コア３
１および３２からの光が重なる軸A2を持つ光路
５１０が発するように、反射鏡４４は光路５０２
の軸に傾斜しており不透明鏡４３に並んで配置さ
れている。この重なつた光は感光面４１０に集中
して導かれる。
不透明鏡４３を透過し軸A1を持つ光路５０１
の光は反射鏡４３により反射された光路の光に重
なり、それによつて反射鏡４３から、他の検出器
４２の感光面に集中される両コア３１および３２
からの光を同様に含む軸A1を持つ光路５２０が
発する。
コア３１および３２からそれぞれ発散光束とし
て発せられる光は収束光学系５０および５１もし
くは５２によつて集束されることが望ましく、そ
の場合発散光は先ずレンズ５０によつて平行にさ
れ、その平行光は光分配装置４３，４４を通つた
後、第二のレンズ５１もしくは５２によつて収束
した光束に変換されることが望ましい。平行に収
束された光路を反射装置の領域において用いるこ
とは、この場合反射鏡の間隔がコア３１および３
２の端面の実像の状態になんら影響を持たないか
ら有利である。発散光路をレンズ５０とレンズ５
１もしくは５２との間の領域で用いることは、コ
ア端面の実像が軸方向に崩れるように作用するで
あろう。
レンズ５１もしくは５２によつて収束された光
のウエスト状に絞られた部分に妨害光を阻止する
絞り４１１もしくは４２１を用いること、検出器
４１もしくは４２の感光面４１０もしくは４２０
を絞りの背後に配置することも有効である。
干渉計の他の可能な実施態様においては、隣接
して通る二つのコア３１および３２がそれらの間
に著しい密結合が生じるほど互に僅かな間隔を有
する多心光フアイバが用いられる。この光フアイ
バ湾曲もしくは変形によつて両コア３１および３
２の中の位相速度が互に相対的に変化するなら
ば、これはとりわけ密結合の変化を引き起す。さ
らに上述の第一の実施態様におけるようにコアか
ら現れる両光波の位相状態が変化する。両光波の
強度を測定するならば、これらの強度の比がコア
中の相対的な位相速度に対して、従つて上述の走
行時間差に対する尺度になる。それに対応してコ
ア３１から取り出される力および他のコア３２か
ら取り出される光は互に別々に感光面に導かれ
る。
電子的評価のためには一つのコアから取り出さ
れる光が一つの感光性検出器の感光面と他のコア
から取り出される光が他の感光性検出器の感光面
に導かれることがやはり望ましい。
第６図には受信装置に対する実施例が示されて
いる。コア３１から取り出された光は検出器４５
の感光面４５０に光路６０１として導かれ、他の
コア３２から取り出された光は光路６０２を介し
て別に第二の検出器４６の感光面４６０に導かれ
る。ここにおいてもコアから発散して発する光が
収束光学系５０および５１もしくは５２によつて
集束される。レンズ５０が先ず一つのコアから発
するそれぞれの発散光束を平行光束に変換し、第
二のレンズ５１もしくは５２が平行光束の光をそ
れぞれの感光面４５０もしくは４６０に集光す
る。レンズ５０は感光面４５０もしくは４６０に
集光されている収束光束を生ずるように形成する
ことができる。レンズ５１および５２はその場合
省略してもよい。ここでも妨害光は絞りによつて
減らすことができる。電子的評価は、両検出器４
５および４６に商形成器が接続され、それが検出
信号の比を形成するようにして行うことができ
る。
多心光フアイバのコアは、それらが接触するか
あるいは部分的に互に溶着するほど近接していて
もよい。
上に述べた実施態様において最適の感度は適当
に選ばれたフアイバ長さによつて達せられる。
上に述べた実施態様においてはコア３１から取
り出された光と近接している他のコア３２から取
り出された光は互に別々に感光面に導かれる必要
がないことを指摘しておく。この実施態様におい
ても第５図に示した受信装置を用いることができ
る。しかし光が別々に感光面に導かれるのが有利
である。
入力結合装置として、今述べた二つの可能な実
施態様においては光源と光源から発する光路を部
分光路に分割し各コアに部分光路の光を入力結合
するために集光する光線分配光学系とを含む入力
結合装置を用いるとよい。
このような入力結合装置の優れた実施態様はす
でに述べた第５図から出てくる。光源として直線
偏光を発するレーザ７１が備えられている。光線
分配光学系は、レンズ７２および７３を含む光線
拡大光学系により拡大される光源７１から発せら
れた光の平行光路７００中に平行光路７００の軸
A1に対して斜めに配置された光線分配反射鏡４
３、光線分配反射鏡４３によつて反射される部分
光路７１１中にその軸A2に斜めに配置された反
射鏡４４、ならびに光路分配反射鏡４３を透過す
る光の部分光路７０１中および反射鏡４４によつ
て反射される光の光路中に配置され部分光束７０
１および７１０をコア３１および３２に集光する
収束レンズ５０を含んでいる。第５図から直接分
かるように、この対応する受信装置を備えた入力
結合装置は、反射鏡装置と受信装置のレンズと入
力結合装置の光線分配光学系が合致するように組
合せられている。この組合せの可能性は、反射鏡
によるフアイバへの入力および出力結合が可能に
されるから特に有効である。
もちろん、共通の光線分配反射鏡４３から発し
て重なつた両光路７１０および７２０が、第５図
においてそうであるように測定のために使用され
るときには、付加的な光線分配反射鏡７２０と光
吸収体が必要である。付加的な光線分配反射鏡７
２０は両光路５１０または５２０の一つに配置す
ることができ、それを介して光源７１から発する
光が入力結合される。
他の入力結合装置が第７図に示されている。そ
れは光線分配光学系として一つの入力ゲート８１
１と二つの出力ゲート８１２および８２２を備え
た光方向結合器８を含む。入力ゲート８１１は光
源に結合され、各出力ゲート８１２および８２２
は多心光フアイバ３１もしくは８２に結合されて
いる。方向性結合器は二つの光導波体８１および
８２により構成され、それらは中間部分において
それらの間で光が密結合できるほど近接しておか
れている。コアが同様にそのように近接している
多心光フアイバ１を使用する際にはそのような方
向性結合器は特に多くをもたらさない。そのよう
な方向性結合器はコアが離れて位置する多心光フ
アイバに対して用いられるのが有利である。光導
波体８１および８２の間隔は、光導波体とコアと
の間の突合せ結合が可能となるようにコアの間隔
に合わせられる。
方向性結合器８は受信装置の光線分配反射鏡と
しても用いることができ、例えば第５図中の光線
分配装置４３，４４に置き換えることができる。
コア３１および３２と光導波体８１および８２を
透過する光の出力結は、同時に出力ゲートでもあ
る入力ゲート８１１を介して、あるいは第四ゲー
ト８１４を介して行われる。ゲート８１１および
８１４から取り出される光は第５図中の光路５１
０および５２０に導かれる光に対応する。
方向性結合器は例えば条片状の光導波体として
集積技術により製作することができる。しかしす
でに二心コア光フアイバも方向性結合器として提
案されている。原理的にはそのような方向性結合
器のすべてが適している。
近接しているコアを持つ多心光フアイバにおい
て特に用いられるのが望ましい別の入力結合装置
は、光源から発する光路を入力結合のために、異
なるコアが照射されるように多心光フアイバの端
面に集光する。第６図にはそのような入力結合装
置の一例を示す。多心光フアイバの同じ端面に
入、出力結合される場合に対しても受信装置と容
易に組み合せることができる。これは第５図に示
す入力結合装置におけるように第５図に示す受信
装置に対しても第６図に示す受信装置に対しても
当てはまる。あらゆる場合に出力結合される光の
光路に配置される光線分配反射鏡７６だけは必要
であり、それを介して光源７４０から来る光をレ
ンズ５０を介してコアに集光させることができ
る。光線分配反射鏡７６を透過する光源７４の光
は再び光吸収体によつて捕捉されるのが有効であ
る。
もちろん、ここに述べられ互に組み合せること
ができる受信装置と入力結合装置は、異なる端面
を介して入出力結合される場合に相互に分離して
用いることもできる。
一つのコアから取り出される光と他のコアから
取り出される光が少くともある範囲で互に分離さ
れた光路に導かれ、分離された光路の一つに調整
可能な位相変調器が配置されているならば有効で
ある。この位相変調器によつてそれを透過する光
に付加的に移相が行われる。それによつて例えば
分離された光路の間の相対的な移相が補償され、
測定技術的に利用され、そして変動する移相を与
える場合には多心光フアイバの湾曲の方向に対す
る付加的な情報を得ることができる。
第８図には、第５図に相当する光路中に位相変
調器９を配置した例が示されている。位相変調器
９として例えば電気光学的効果（ボツケルス効
果）に基づく位相変調器を用いることができる。
そのような位相変調器の実施態様によれば、電圧
Ｕが印加される電極９１および９２を介して
KDP結晶内に、結晶を透過する光の位相に影響
を与える電界Ｅが生じる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本件出願に係る第二の本発明の一実施
例に二心光フアイバと受信装置との構成配置図、
第２ａ図ないし第２ｃ図は第１図のそれぞれ−
線、−線、−線に沿う断面図、第２ｄ
図は本件出願に係る第一の発明の実施例の四心光
フアイバの断面図、第３図は第一、第二の発明の
一実施例の反射鏡を備えた多心光フアイバの説明
図、第４図は第一、第二の発明の一実施例の多心
光フアイバの端部と遮光スクリーンとの配置を示
す説明図、第５図は同じく多心光フアイバに対す
る入力結合装置および受信装置の構成配置図、第
６図は近接したコアを有する多心光フアイバによ
る第一、第二の発明の別の実施例の入力結合装置
および受信装置の構成配置図、第７図は方向性結
合器を用いた実施例の入力結合装置を示す断面
図、第８図は位相変調器が配置された実施例の受
信装置の構成配置図である。 １……多心光フアイバ、２……クラツド、３
１，３２，３３，３４……コア、４……光感応装
置、４０……遮光スクリーン、４１，４２，４
５，４６……感光性検出器、４３，４４，５……
反射鏡、５０，５１，５２……レンズ、６……偏
光子、７１，７４……光源、８……方向性結合
器、９……位相変調器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 互いに隣接して走り、共通のクラツドに囲ま
    れた少なくとも三つの導光コアを有する多心光フ
    アイバと、この多心光フアイバの導光コアを透過
    する光の光フアイバに対する特定の物理的作用に
    より互いに変化する特定の物理的パラメータの変
    化を検知することのできる光感応装置とを備えた
    検出装置において、多心光フアイバが断面におい
    て共線上に配置されていない三つまたはそれ以上
    の導光コアを有し、光感応装置により光フアイバ
    の断面においてコアを結ぶ直線が互いに交叉する
    二つのコア対を透過する光の特定の物理的パラメ
    ータの変化を検知し得るようになつていることを
    特徴とする光フアイバを備えた検出装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の検出装置にお
    いて、多心光フアイバの端面にコアを通じて達す
    る光がこのコアを逆の方向に通るように反射鏡を
    備えたことを特徴とする光フアイバを備えた検出
    装置。 ３ 特許請求の範囲第１項〜第２項のいずれかに
    記載の検出装置において、多心光フアイバのコア
    の直径が、コアが主として一つのモードだけを導
    き得るほど小さいことを特徴とする光フアイバを
    備えた検出装置。 ４ 特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに
    記載の検出装置において、多心光フアイバにクラ
    ツドモード除去のためにモードフイルタを備えた
    ことを特徴とする光フアイバを備えた検出装置。 ５ 特許請求の範囲第１項〜第４項のいずれかに
    記載の検出装置において、隣接して走るコアがそ
    れらの間に著しい密結合が生じないほど互いに離
    れ、光感応装置が両コアを透過し重なりによつて
    干渉させられる光の光路中に配置された感光面を
    有することを特徴とする光フアイバを備えた検出
    装置。 ６ 特許請求の範囲第５項に記載の検出装置にお
    いて、感光面が干渉模様を直接観察できる遮光ス
    クリーンからなることを特徴とする光フアイバを
    備えた検出装置。 ７ 特許請求の範囲第５項または第６項に記載の
    検出装置において、感光面が干渉模様の光の強さ
    を監視する感光性検出器の感光面からなることを
    特徴とする光フアイバを備えた検出装置。 ８ 特許請求の範囲第５項〜第７項のいずれかに
    記載の検出装置において、異なつたコアから発す
    る光路を重ねて感光面に導く光線分配装置が設け
    られていることを特徴とする光フアイバを備えて
    検出装置。 ９ 特許請求の範囲第１項〜第８項のいずれかに
    記載の検出装置において、隣接して走る二つのコ
    アがそれらの間に著しい密結合が生じるほど互い
    に僅かな間隔を有し、一つのコアから取り出され
    た光と他のコアから取り出された光が互いに別々
    の感光面に導かれることを特徴とする光フアイバ
    を備えた検出装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載の検出装置に
    おいて、一つのコアから取り出された光が感光性
    検出器の感光面に、他のコアから取り出された光
    が他の感光性検出器の感光面に導かれることを特
    徴とする光フアイバを備えた検出装置。 １１ 特許請求の範囲第１項〜第１０項のいずれ
    かに記載の検出装置において、コアを透過する光
    の光路中に収束光学系が備えられていることを特
    徴とする光フアイバを備えた検出装置。 １２ 特許請求の範囲第１項〜第１１項のいずれ
    かに記載の検出装置において、コアを透過する光
    の光路中に偏光子が配置されていることを特徴と
    する光フアイバを備えた検出装置。 １３ 特許請求の範囲第１項〜第１２項のいずれ
    かに記載の検出装置において、光源および光源か
    ら発する光路を部分光路に分割し、且つ各コアに
    部分光路の光を入力結合のために集光する光線分
    配光学系を含む入力結合装置が設けられているこ
    とを特徴とする光フアイバを備えた検出装置。 １４ 特許請求の範囲第１３項に記載の検出装置
    において、光源から発せられた光の光路中に光路
    の軸に対して斜めに配置された光線分配反射鏡、
    光線分配反射鏡によつて反射される部分光路中に
    その軸に斜めに配置された反射鏡ならびに光路分
    配反射鏡を透過する光の部分光路中および反射鏡
    によつて反射される光の光路中に配置される部分
    光束のコアへの集光のための収束レンズを光線分
    配光学系が有することを特徴とする光フアイバを
    備えた検出装置。 １５ 特許請求の範囲第８項または第１３項に記
    載の検出装置において、光線分配装置あるいは光
    線分配光学系が一つの入力ゲート、二つの出力ゲ
    ートを備えた光学的方向性結合器を有し、入力ゲ
    ートは光源に結合でき、各出力ゲートはそれぞれ
    多心光フアイバのコアに結合されていることを特
    徴とする光フアイバを備えた検出装置。 １６ 特許請求の範囲第１項〜第１５項のいずれ
    かに記載の検出装置において、光源から発する光
    路を入力結合のために異なるコアが照射されるよ
    うに多心光フアイバの端面に集光する入力結合装
    置が備えられていることを特徴とする光フアイバ
    を備えた検出装置。 １７ 特許請求の範囲第１項〜第１６項のいずれ
    かに記載の検出装置において、一つのコアから取
    り出された光と他のコアから取り出された光とが
    少なくともある範囲で互いに分離された光路に導
    かれ、分離された光路の一つに調整可能な位相変
    調器が配置されていることを特徴とする光フアイ
    バを備えた検出装置。 １８ 互いに隣接して走り、共通のクラツドに囲
    まれた少なくとも二つの導光コアを有する多心光
    フアイバと、この多心光フアイバの導光コアを透
    過する光の光フアイバに対する特定の物理的作用
    により互いに変化する特定の物理的パラメータの
    変化を検知することのできる光感応装置とを備え
    た検出装置のおいて、多心光フアイバがその縦軸
    の周りにねじられていることを特徴とする光フア
    イバを備えた検出装置。 １９ 特許請求の範囲第１８項に記載の検出装置
    において、多心光フアイバの端面にコアを通じて
    達する光がこのコアを逆の方向に通じるように反
    射鏡を備えたことを特徴とする光フアイバを備え
    た検出装置。 ２０ 特許請求の範囲第１８項〜第１９項のいず
    れかに記載の検出装置において、多心光フアイバ
    のコアの直径が、コアが主として一つのモードだ
    けを導き得るほど小さいことを特徴とする光フア
    イバを備えた検出装置。 ２１ 特許請求の範囲第１８項〜第２０項のいず
    れかに記載の検出装置において、隣接して走るコ
    アがそれらの間に著しい密結合が生じないほど互
    いに離れ、光感応装置が両コアを透過し重なりに
    よつて干渉させられる光の光路中に配置された感
    光面を有することを特徴とする光フアイバを備え
    た検出装置。 ２２ 特許請求の範囲第１８項〜第２１項のいず
    れかに記載の検出装置において、隣接して走る二
    つのコアがそれらの間に著しい密結合が生じるほ
    ど互いに僅かな間隔を有し、一つのコアから取り
    出された光と他のコアから取り出された光が互い
    に別々に感光面に導かれることを特徴とする光フ
    アイバを備えた検出装置。 ２３ 特許請求の範囲第１８項〜第２２項のいず
    れかに記載の検出装置において、光源および光源
    から発する光路を部分光路に分割し、且つ各コア
    に部分光路の光を入力結合のために集光する光線
    分配光学系を含む入力結合装置が設けられている
    ことを特徴とする光フアイバを備えた検出装置。 ２４ 特許請求の範囲第１８項〜第２３項のいず
    れかに記載の検出装置において、一つのコアから
    取り出された光と他のコアから取り出された光と
    が少なくともある範囲で互いに分離された光路に
    導かれ、分離された光路の一つに調整可能な位相
    変調器が配置されていることを特徴とする光フア
    イバを備えた検出装置。
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