JPH0376693B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0376693B2 JPH0376693B2 JP58101495A JP10149583A JPH0376693B2 JP H0376693 B2 JPH0376693 B2 JP H0376693B2 JP 58101495 A JP58101495 A JP 58101495A JP 10149583 A JP10149583 A JP 10149583A JP H0376693 B2 JPH0376693 B2 JP H0376693B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- optical fiber
- light receiving
- 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
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、光IC素子を利用して温度や歪、磁
界等の各種物理量を検出する光ICセンサに関す
るものである。更に詳しくは、本発明はLiNbO3
などの光学結晶にTiなどを拡散した光導波路を
形成した光IC素子を用い、光導波路を通る光の
強度や位相等が、被測定物理量に応じて変化する
ことを利用した光ICセンサに関するものである。
界等の各種物理量を検出する光ICセンサに関す
るものである。更に詳しくは、本発明はLiNbO3
などの光学結晶にTiなどを拡散した光導波路を
形成した光IC素子を用い、光導波路を通る光の
強度や位相等が、被測定物理量に応じて変化する
ことを利用した光ICセンサに関するものである。
第１図は、従来公知の光ICを利用したセンサ
の一例を示す構成ブロツク図である。この装置
は、光源１からの光を、光フアイバ２１を介して
光IC素子３に供給し、ここからの信号光を光フ
アイバ２２を介して受光素子４に伝送するように
構成されている。光IC素子３には２本の光導波
路３１，３２が形成されるとともに、一方の光導
波路３１に物理量変化が与えられるもので、受光
素子４で検出される光の強さ、又は位相変化から
物理量を知ることができる。
の一例を示す構成ブロツク図である。この装置
は、光源１からの光を、光フアイバ２１を介して
光IC素子３に供給し、ここからの信号光を光フ
アイバ２２を介して受光素子４に伝送するように
構成されている。光IC素子３には２本の光導波
路３１，３２が形成されるとともに、一方の光導
波路３１に物理量変化が与えられるもので、受光
素子４で検出される光の強さ、又は位相変化から
物理量を知ることができる。
このような構成の従来装置においては、光を供
給する光フアイバ２１と、信号光を伝送する光フ
アイバ２２との２本の光フアイバを必要とし、検
出端であるところの光IC素子を遠隔地に設置す
る場合、取扱いが煩しいうえに、計装コストが高
くなる等の問題点があつた。
給する光フアイバ２１と、信号光を伝送する光フ
アイバ２２との２本の光フアイバを必要とし、検
出端であるところの光IC素子を遠隔地に設置す
る場合、取扱いが煩しいうえに、計装コストが高
くなる等の問題点があつた。
ここにおいて、本発明は従来技術における問題
点を解決するためになされたもので、光IC素子
との間が１本の光フアイバで結合される装置を実
現しようとするものである。
点を解決するためになされたもので、光IC素子
との間が１本の光フアイバで結合される装置を実
現しようとするものである。
本発明に係る装置は、光学結晶に光導波路を作
るとともにこの光導波路に反射部を設け、被測定
物理量に応じて変化する光路差変化を光の干渉に
より検出する光IC素子と、この光IC素子に一端
が結合し光の供給と信号光の伝送を行なう１本の
光フアイバと、この光フアイバの他端に光学的に
結合する光源及び受光素子とで構成される。
るとともにこの光導波路に反射部を設け、被測定
物理量に応じて変化する光路差変化を光の干渉に
より検出する光IC素子と、この光IC素子に一端
が結合し光の供給と信号光の伝送を行なう１本の
光フアイバと、この光フアイバの他端に光学的に
結合する光源及び受光素子とで構成される。
第２図は本発明に係る装置の一例を示す構成説
明図である。この図において、１はコヒーレント
光を出射する光源、４は受光素子、５は、光源１
と受光素子４にそれぞれ結合する２つの光導波路
５１，５２が形成された光分岐結合素子である。
３は被測定物理量を検出する検出端に設置した光
IC素子である。この光IC素子３は、例えばニオ
ブ酸リチウム等の光学結晶基板３０に、例えば
Ti等を拡散して第１、第２の光導波路３１，３
２を形成するとともに、各光導波路の他端に反射
板３４をそれぞれ設けて構成されている。また、
第１の光導波路３１には、被測定物理量３３が与
えられ、その長さあるいは屈折率が被測定物理量
に応じて変化するようになつている。２は光分岐
結合素子５と光IC素子３とを結ぶ光フアイバで、
光源１からの光を光IC素子３の各光導波路３１，
３２に導びくとともに、ここからの反射光を受光
素子４に導びく。
明図である。この図において、１はコヒーレント
光を出射する光源、４は受光素子、５は、光源１
と受光素子４にそれぞれ結合する２つの光導波路
５１，５２が形成された光分岐結合素子である。
３は被測定物理量を検出する検出端に設置した光
IC素子である。この光IC素子３は、例えばニオ
ブ酸リチウム等の光学結晶基板３０に、例えば
Ti等を拡散して第１、第２の光導波路３１，３
２を形成するとともに、各光導波路の他端に反射
板３４をそれぞれ設けて構成されている。また、
第１の光導波路３１には、被測定物理量３３が与
えられ、その長さあるいは屈折率が被測定物理量
に応じて変化するようになつている。２は光分岐
結合素子５と光IC素子３とを結ぶ光フアイバで、
光源１からの光を光IC素子３の各光導波路３１，
３２に導びくとともに、ここからの反射光を受光
素子４に導びく。
このように構成した装置の動作は次の通りであ
る。光源１からの光は、光分岐結合素子５の光導
波路５１及び光フアイバ２を通つて、光IC素子
３の第１、第２の光導波路３１，３２に導びかれ
る。ここで、第１、第２の光導波路３１，３２の
光路長をそれぞれL1，L2、屈折率をそれぞれN1，
N2とすると、第１の光導波路３１にのみ被測定
物理量３３が与えられているので、L1及び又は
N1のみが、この被測定物理量に応じて変化する
こととなる。各光導波路３１，３２の他端に導び
かれた光は、反射板３４で反射し、同じ光導波路
３１，３２を戻り、ひとつの光導波路の部分で干
渉し、これが信号光として、光フアイバ２を通
り、受光素子４側に伝送される。よつて、受光素
子４で検出される信号光の強度Ｐは、(1)式で表わ
すことができる。
る。光源１からの光は、光分岐結合素子５の光導
波路５１及び光フアイバ２を通つて、光IC素子
３の第１、第２の光導波路３１，３２に導びかれ
る。ここで、第１、第２の光導波路３１，３２の
光路長をそれぞれL1，L2、屈折率をそれぞれN1，
N2とすると、第１の光導波路３１にのみ被測定
物理量３３が与えられているので、L1及び又は
N1のみが、この被測定物理量に応じて変化する
こととなる。各光導波路３１，３２の他端に導び
かれた光は、反射板３４で反射し、同じ光導波路
３１，３２を戻り、ひとつの光導波路の部分で干
渉し、これが信号光として、光フアイバ２を通
り、受光素子４側に伝送される。よつて、受光素
子４で検出される信号光の強度Ｐは、(1)式で表わ
すことができる。
Ｐ＝P0（１＋cosΔφ） (1)
ただし、
Δφ＝2π／λ0（2N1L1−2N2L2）
P0：Δφ＝０のときの光強度
λ0：光源１の波長
(1)式から明らかな様に、受光素子４で検出され
る信号光の強度Ｐは、第１、第２の光導波路３
１，３２の光路長変化または屈折率変化に対応す
るもので、これから、第１の光導波路３１に与え
られている被測定物理量を知ることができる。
る信号光の強度Ｐは、第１、第２の光導波路３
１，３２の光路長変化または屈折率変化に対応す
るもので、これから、第１の光導波路３１に与え
られている被測定物理量を知ることができる。
第３図は本発明の第２の実施例を示す構成説明
図である。この実施例においては、波長λ1，λ2の
２種の光を、光源１１，１２から光IC素子３側
に供給するとともに、光IC素子３に波長λ2の光
を導びく第３、第４の光導波路３６，３７を形成
させ、この光IC素子３から光フアイバ２を通つ
て戻つてくる信号光を、波長λ1，λ2をそれぞれ通
過させるフイルタ５５，５６を介して受光素子４
１，４２で検出するようにしたものである。光
IC素子３において、第１、第２の光導波路３１，
３２には、波長λ1の光がそれぞれ導びかれ、第１
の光導波路３１に被測定物理量３３が与えられて
いる。３８，３９は、波長λ1，λ2を通過させるフ
イルタである。
図である。この実施例においては、波長λ1，λ2の
２種の光を、光源１１，１２から光IC素子３側
に供給するとともに、光IC素子３に波長λ2の光
を導びく第３、第４の光導波路３６，３７を形成
させ、この光IC素子３から光フアイバ２を通つ
て戻つてくる信号光を、波長λ1，λ2をそれぞれ通
過させるフイルタ５５，５６を介して受光素子４
１，４２で検出するようにしたものである。光
IC素子３において、第１、第２の光導波路３１，
３２には、波長λ1の光がそれぞれ導びかれ、第１
の光導波路３１に被測定物理量３３が与えられて
いる。３８，３９は、波長λ1，λ2を通過させるフ
イルタである。
この実施例においては、受光素子４１で検出さ
れる波長λ1の信号光の強度Ｐは、被測定物理量及
び、光フアイバ２の伝送条件等の変化に応じて変
化する。一方、受光素子４２で検出される波長λ2
の信号光の強度は、被測定物理量とは無関係で、
光フアイバ２の伝送条件等の影響を受けて変化す
る。従つて、各受光素子４１，４２から得られる
信号を利用し、例えば除算演算等の処理を行なう
ことによつて、光フアイバ２の伝送条件等の影響
を受けず、被測定物理量を知ることができる。
れる波長λ1の信号光の強度Ｐは、被測定物理量及
び、光フアイバ２の伝送条件等の変化に応じて変
化する。一方、受光素子４２で検出される波長λ2
の信号光の強度は、被測定物理量とは無関係で、
光フアイバ２の伝送条件等の影響を受けて変化す
る。従つて、各受光素子４１，４２から得られる
信号を利用し、例えば除算演算等の処理を行なう
ことによつて、光フアイバ２の伝送条件等の影響
を受けず、被測定物理量を知ることができる。
なお、被測定物理量としては、熱、力、輻射、
磁気変化、湿度などが考えられ、これらの測定物
理量に応じて、光IC素子３や第１の光導波路３
１の構造が適当に選定される。例えば、輻射を測
定する場合には、第１の光導波路付近に黒体を塗
り、磁気変化測定の場合には、磁性材料を設置
し、また、湿度変化測定の場合には、吸湿剤を用
いるなど、構造上の工夫がなされる。
磁気変化、湿度などが考えられ、これらの測定物
理量に応じて、光IC素子３や第１の光導波路３
１の構造が適当に選定される。例えば、輻射を測
定する場合には、第１の光導波路付近に黒体を塗
り、磁気変化測定の場合には、磁性材料を設置
し、また、湿度変化測定の場合には、吸湿剤を用
いるなど、構造上の工夫がなされる。
以上説明したように、本発明によれば検出端と
なる光IC素子には１本の光フアイバが結合する
もで、取扱いが簡単で、計装コストが安価な光
ICセンサが実現できる。また、本発明の第２の
実施例によれば、光フアイバの伝送条件の変化に
よる影響を受けない装置が実現できる。
なる光IC素子には１本の光フアイバが結合する
もで、取扱いが簡単で、計装コストが安価な光
ICセンサが実現できる。また、本発明の第２の
実施例によれば、光フアイバの伝送条件の変化に
よる影響を受けない装置が実現できる。
第１図は従来技術の一例を示す構成ブロツク
図、第２図及び第３図は本発明に係る装置の一例
を示す構成説明図である。 １，１１，１２……光源、４，４１，４２……
受光素子、２……光フアイバ、３……光IC素子、
３１，３２……第１、第２の光導波路、３３……
被測定物理量、３４……反射板、５……光分岐結
合素子。
図、第２図及び第３図は本発明に係る装置の一例
を示す構成説明図である。 １，１１，１２……光源、４，４１，４２……
受光素子、２……光フアイバ、３……光IC素子、
３１，３２……第１、第２の光導波路、３３……
被測定物理量、３４……反射板、５……光分岐結
合素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コヒーレント光を出射する光源、受光素子、
前記光源と受光素子に光学的に結合する光分岐結
合素子、この光分岐結合素子に結合する１本の光
フアイバ、この光フアイバを通つた光が導びかれ
る第１、第２の光導波路とこれら第１、第２の光
導波路を通つた光をそれぞれ反射させる反射部と
を有する光IC素子、前記第１の光導波路に被測
定物理量を与える手段を具備し、前記光IC素子
からの光を前記光フアイバを介して受光素子で検
出するようにした光ICセンサ。 ２ 波長λ1，λ2のコヒーレント光を出射する光
源、波長λ1，λ2の光を受光する第１、第２の受光
素子、前記光源と前記第１、第２の受光素子に光
学的に結合する光分岐結合素子、この光分岐結合
素子に結合する１本の光フアイバ、この光フアイ
バを通つた光であつて波長λ1の光が導びかれる第
１、第２の光導波路と波長λ2の光が導びかれる第
３、第４の光導波路と第１〜第４の光導波路を通
つた光をそれそれぞれ反射させる反射部とを有す
る光IC素子、前記第１の光導波路に被測定物理
量を与える手段を具備し、前記光IC素子からの
光を前記光フアイバを介して前記第１、第２の受
光素子で検出し、各受光素子から得られる信号を
演算処理するようにした光ICセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58101495A JPS59226832A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 光ｉｃセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58101495A JPS59226832A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 光ｉｃセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59226832A JPS59226832A (ja) | 1984-12-20 |
| JPH0376693B2 true JPH0376693B2 (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=14302235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58101495A Granted JPS59226832A (ja) | 1983-06-07 | 1983-06-07 | 光ｉｃセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59226832A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150192174A1 (en) * | 2012-09-19 | 2015-07-09 | Ntn Corporation | Wind/tidal power generation bearing |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61182541A (ja) * | 1985-02-08 | 1986-08-15 | Hamamatsu Photonics Kk | 赤外線検出装置 |
| JPS6319572A (ja) * | 1986-07-12 | 1988-01-27 | Fujikura Ltd | 磁気センサ |
| EP0768516A1 (en) * | 1995-10-16 | 1997-04-16 | European Community | Interferometer optical transducer and relative fabrication method |
| GB9713018D0 (en) * | 1997-06-20 | 1997-08-27 | Secr Defence | Optical fibre bend sensor |
-
1983
- 1983-06-07 JP JP58101495A patent/JPS59226832A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150192174A1 (en) * | 2012-09-19 | 2015-07-09 | Ntn Corporation | Wind/tidal power generation bearing |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59226832A (ja) | 1984-12-20 |
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