JPH06313825A - 光ビーム位置の余裕量検知方法 - Google Patents
光ビーム位置の余裕量検知方法Info
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- JPH06313825A JPH06313825A JP12345593A JP12345593A JPH06313825A JP H06313825 A JPH06313825 A JP H06313825A JP 12345593 A JP12345593 A JP 12345593A JP 12345593 A JP12345593 A JP 12345593A JP H06313825 A JPH06313825 A JP H06313825A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ビーム位置の余裕量検知方法に関するもの
であり、受光装置や光結合装置等の装置において入力伝
送路からの出射ビームが入射する受光素子等の二次側素
子受光面での入射ビーム位置の余裕量を検知する方法を
提供することを目的とする。 【構成】 入射ファイバ31からの出射光が光学系32
を介して二次側素子33に結合するよう構成された装置
における二次側素子33の受光面上の光ビーム位置の余
裕量を検知する方法であって、出力波長を変えられる波
長可変形光源30の出力光を入射ファイバ31に入射さ
せ、波長可変形光源30の出力波長を次第に変化させつ
つ各波長に対する上記装置の結合効率を測定し、この結
合効率が変化するときの波長の値とあらかじめ測定した
二次側素子33の受光面における光ビーム径の波長特性
とに基づいて光ビーム位置の余裕量を検知することを特
徴とするものである。
であり、受光装置や光結合装置等の装置において入力伝
送路からの出射ビームが入射する受光素子等の二次側素
子受光面での入射ビーム位置の余裕量を検知する方法を
提供することを目的とする。 【構成】 入射ファイバ31からの出射光が光学系32
を介して二次側素子33に結合するよう構成された装置
における二次側素子33の受光面上の光ビーム位置の余
裕量を検知する方法であって、出力波長を変えられる波
長可変形光源30の出力光を入射ファイバ31に入射さ
せ、波長可変形光源30の出力波長を次第に変化させつ
つ各波長に対する上記装置の結合効率を測定し、この結
合効率が変化するときの波長の値とあらかじめ測定した
二次側素子33の受光面における光ビーム径の波長特性
とに基づいて光ビーム位置の余裕量を検知することを特
徴とするものである。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、受光装置や光結合装置
等の装置において入力伝送路からの出射ビームが入射す
る受光素子等の二次側素子受光面での入射ビーム位置の
余裕量を検知する方法に関するものである。
等の装置において入力伝送路からの出射ビームが入射す
る受光素子等の二次側素子受光面での入射ビーム位置の
余裕量を検知する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図7に従来の受光装置の断面図を示す。
図7において、光ファイバ2は入射端にコネクタ1が接
続され出射端がフェルール3によりハウジング5内に固
定される。その出射端から出射された光ビームはレンズ
4で受光素子6の受光面に集光される。
図7において、光ファイバ2は入射端にコネクタ1が接
続され出射端がフェルール3によりハウジング5内に固
定される。その出射端から出射された光ビームはレンズ
4で受光素子6の受光面に集光される。
【0003】図8には光ファイバ2からの光ビームが受
光素子6の受光面に照射されるときの光ビーム位置の余
裕量Sが示される。ここで、光ビーム位置の余裕量Sは
受光面の周端と受光ビームの外縁との距離であり、した
がって受光ビームの中心が受光面の中心と一致している
ときが最も余裕がある。
光素子6の受光面に照射されるときの光ビーム位置の余
裕量Sが示される。ここで、光ビーム位置の余裕量Sは
受光面の周端と受光ビームの外縁との距離であり、した
がって受光ビームの中心が受光面の中心と一致している
ときが最も余裕がある。
【0004】受光装置は、温度変化、振動等に起因し
て、フェルール、レンズ、受光素子間の位置関係が変動
することがあり、この変動があると受光ビームが受光面
から外れて受信機能が低下するおそれがある。このた
め、必要に応じてビーム位置の余裕量を検知する必要が
ある。
て、フェルール、レンズ、受光素子間の位置関係が変動
することがあり、この変動があると受光ビームが受光面
から外れて受信機能が低下するおそれがある。このた
め、必要に応じてビーム位置の余裕量を検知する必要が
ある。
【0005】図9に従来のビーム位置の余裕量検知方法
を示す。図中、9は波長λの光を出力する光源、10は
受光素子6の光電流IP を測定するための電流計、11
は電源である。まず、あらかじめ光源9の光出力パワー
P0 、コネクタ1の透過率Tを測定し、受光素子6に入
射する光パワーP1 (=P0 ×T)を求めておく。
を示す。図中、9は波長λの光を出力する光源、10は
受光素子6の光電流IP を測定するための電流計、11
は電源である。まず、あらかじめ光源9の光出力パワー
P0 、コネクタ1の透過率Tを測定し、受光素子6に入
射する光パワーP1 (=P0 ×T)を求めておく。
【0006】図9に示すように光源9から光ファイバ2
に光を入射した状態で、受光素子6の増倍率を1近傍に
設定し、電流計10によって受光素子6に流れる光電流
IPを測定する。このとき、受光装置の量子効率η
1 は、 η1 =1.24×IP /(P1 ×λ) (ただしλ
は光源の波長) により求められる。
に光を入射した状態で、受光素子6の増倍率を1近傍に
設定し、電流計10によって受光素子6に流れる光電流
IPを測定する。このとき、受光装置の量子効率η
1 は、 η1 =1.24×IP /(P1 ×λ) (ただしλ
は光源の波長) により求められる。
【0007】この測定した量子効率η1 を、あらかじめ
測定された受光素子6自身の量子効率η0 と比較するこ
とにより、受光素子6の受光面に光ビームが受光されて
いる度合いを知ることができる。例えば受光装置の量子
効率η1 が受光素子6自身の量子効率η0 に比べてかな
り低い場合には受光ビームが受光素子6の受光面から外
れていると推測することができる。
測定された受光素子6自身の量子効率η0 と比較するこ
とにより、受光素子6の受光面に光ビームが受光されて
いる度合いを知ることができる。例えば受光装置の量子
効率η1 が受光素子6自身の量子効率η0 に比べてかな
り低い場合には受光ビームが受光素子6の受光面から外
れていると推測することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来方法では、
出射ビームの位置が変動して余裕量が少なくなったとし
ても、その変動位置が受光面内にあるときには受光素子
6の光電流IP に変化はないので、この光ビーム位置の
変動を検知することができない。よって光軸ずれはない
と判定される。この結果、光軸ずれがさらに進行して光
ビームが受光面から外れて受信機能が低下するおそれが
あるが、これを事前に検知し対策を講じることができな
い。
出射ビームの位置が変動して余裕量が少なくなったとし
ても、その変動位置が受光面内にあるときには受光素子
6の光電流IP に変化はないので、この光ビーム位置の
変動を検知することができない。よって光軸ずれはない
と判定される。この結果、光軸ずれがさらに進行して光
ビームが受光面から外れて受信機能が低下するおそれが
あるが、これを事前に検知し対策を講じることができな
い。
【0009】本発明の上述の問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、光ビーム位置の余
裕量を検知できるようにすることにある。
のであり、その目的とするところは、光ビーム位置の余
裕量を検知できるようにすることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は本発明に係る原理
説明図である。図1において、30は波長可変形光源、
31は入射ファイバ、32はレンズ等の光学系、33は
受光素子あるいは出射ファイバ等の二次側素子、34は
結合効率を検出する手段、35はハウジングである。
説明図である。図1において、30は波長可変形光源、
31は入射ファイバ、32はレンズ等の光学系、33は
受光素子あるいは出射ファイバ等の二次側素子、34は
結合効率を検出する手段、35はハウジングである。
【0011】本発明の光ビーム位置の余裕量検知方法
は、入射ファイバ31からの出射光が光学系32を介し
て二次側素子33に結合するよう構成された装置におけ
る二次側素子33の受光面上の光ビーム位置の余裕量を
検知する方法であって、出力波長を変えられる波長可変
形光源30の出力光を入射ファイバ31に入射させ、波
長可変形光源30の出力波長を次第に変化させつつ各波
長に対する上記装置の結合効率を測定し、この結合効率
が変化するときの波長の値とあらかじめ測定した二次側
素子33の受光面における光ビーム径の波長特性とに基
づいて光ビーム位置の余裕量を検知することを特徴とす
るものである。
は、入射ファイバ31からの出射光が光学系32を介し
て二次側素子33に結合するよう構成された装置におけ
る二次側素子33の受光面上の光ビーム位置の余裕量を
検知する方法であって、出力波長を変えられる波長可変
形光源30の出力光を入射ファイバ31に入射させ、波
長可変形光源30の出力波長を次第に変化させつつ各波
長に対する上記装置の結合効率を測定し、この結合効率
が変化するときの波長の値とあらかじめ測定した二次側
素子33の受光面における光ビーム径の波長特性とに基
づいて光ビーム位置の余裕量を検知することを特徴とす
るものである。
【0012】上述の余裕量検知方法においては、二次側
素子33として受光素子を用いた受光装置を対象装置と
してその受光素子の受光面上の受光ビーム位置の余裕量
を検知するものとし、この受光装置の結合効率を、受光
装置の量子効率の波長特性と、あらかじめ測定した受光
素子自身の量子効率の波長特性とにより算出するように
することができる。
素子33として受光素子を用いた受光装置を対象装置と
してその受光素子の受光面上の受光ビーム位置の余裕量
を検知するものとし、この受光装置の結合効率を、受光
装置の量子効率の波長特性と、あらかじめ測定した受光
素子自身の量子効率の波長特性とにより算出するように
することができる。
【0013】また上述の余裕量検知方法においては、二
次側素子33として出力ファイバを用いた光結合装置を
対象装置としてその出力ファイバの入射端面上への集光
ビーム位置の余裕量を検知するものとすることができ
る。
次側素子33として出力ファイバを用いた光結合装置を
対象装置としてその出力ファイバの入射端面上への集光
ビーム位置の余裕量を検知するものとすることができ
る。
【0014】
【作用】本発明の余裕量検知方法は、レンズ等の光学系
の波長特性に基づいて受光面上のビーム径が波長により
変化することを利用して、光ビーム位置の余裕量を検知
するものである。
の波長特性に基づいて受光面上のビーム径が波長により
変化することを利用して、光ビーム位置の余裕量を検知
するものである。
【0015】すなわち、入射ファイバ31から光学系3
2を介して二次側素子33の受光面に照射される光ビー
ムは、光源の波長を変化させると光学系32の特性に基
づいてそのビーム径が変化する。ビーム径が次第に大き
くなって二次側素子33の受光面から外れると、結合効
率が下がるので、それを結合効率検出手段34で検出
し、そのときの波長に基づいて光ビームの中心位置等を
算出し、余裕量を求める。
2を介して二次側素子33の受光面に照射される光ビー
ムは、光源の波長を変化させると光学系32の特性に基
づいてそのビーム径が変化する。ビーム径が次第に大き
くなって二次側素子33の受光面から外れると、結合効
率が下がるので、それを結合効率検出手段34で検出
し、そのときの波長に基づいて光ビームの中心位置等を
算出し、余裕量を求める。
【0016】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2には本発明の光ビーム位置の余裕量検知方法
を受光装置に対して行う測定系の実施例が示される。従
来の測定系との相違点として、この実施例では光源9の
代わりに、出力波長を連続的に変化させることができる
波長掃引光源12を用いている。
する。図2には本発明の光ビーム位置の余裕量検知方法
を受光装置に対して行う測定系の実施例が示される。従
来の測定系との相違点として、この実施例では光源9の
代わりに、出力波長を連続的に変化させることができる
波長掃引光源12を用いている。
【0017】この実施例の測定系においては、光ビーム
位置の余裕量を以下のような原理で検知する。まず、波
長掃引光源12の出力波長を変化させて、各波長λに対
する光源出力パワーP00(λ)の波長特性およびコネク
タの透過率T(λ)の波長特性をあらかじめ測定してお
き、受光素子6に入射する光パワーP11(λ)の波長特
性を求めておく。
位置の余裕量を以下のような原理で検知する。まず、波
長掃引光源12の出力波長を変化させて、各波長λに対
する光源出力パワーP00(λ)の波長特性およびコネク
タの透過率T(λ)の波長特性をあらかじめ測定してお
き、受光素子6に入射する光パワーP11(λ)の波長特
性を求めておく。
【0018】また光ビームの波長λが変化するとレンズ
4等の光学系の性質によって受光面上の光ビームの直径
Bが変化するから、波長λに対する受光面上のビーム径
B(λ)の関係をあらかじめ求めておく。さらに、受光
素子6単体の波長λに対する量子効率η00(λ)を測定
しておく。
4等の光学系の性質によって受光面上の光ビームの直径
Bが変化するから、波長λに対する受光面上のビーム径
B(λ)の関係をあらかじめ求めておく。さらに、受光
素子6単体の波長λに対する量子効率η00(λ)を測定
しておく。
【0019】図3には波長λ対ビーム径Bの特性が示さ
れる。図示の如く、波長λの増加に対してビーム径Bも
比例して増加する。おな、図中の波長λ0 は受光装置の
本来の動作状態で使用する正規の波長である。
れる。図示の如く、波長λの増加に対してビーム径Bも
比例して増加する。おな、図中の波長λ0 は受光装置の
本来の動作状態で使用する正規の波長である。
【0020】図2のように構成した測定系で、波長掃引
光源12の出力波長を次第に変化させつつ各波長λに対
する受光素子6の光電流IPP(λ)を電流計10を用い
て測定する。このとき、各波長λに対する受光装置の量
子効率η11(λ)は、 η11(λ)=1.24×IPP(λ)/〔P11(λ)×
λ〕 により求められる。また、入射パワーP11(λ)に対す
る受光素子6への結合効率C(λ)の波長特性は、 C11(λ)=η11(λ)/η00(λ) により得られる。
光源12の出力波長を次第に変化させつつ各波長λに対
する受光素子6の光電流IPP(λ)を電流計10を用い
て測定する。このとき、各波長λに対する受光装置の量
子効率η11(λ)は、 η11(λ)=1.24×IPP(λ)/〔P11(λ)×
λ〕 により求められる。また、入射パワーP11(λ)に対す
る受光素子6への結合効率C(λ)の波長特性は、 C11(λ)=η11(λ)/η00(λ) により得られる。
【0021】図4には波長λ対結合効率C(λ)の特性
例が示される。図示する如く、結合効率C(λ)は波長
がλ1 まではほぼ一定であるが、λ1 を超えると1から
急に低下する。この結合効率C(λ)が1より低下する
波長λ1 は、光ビームの外縁が受光面の周端に接する位
置であることを意味しており、さらに波長が増加すると
光ビームの増大部分が受光面から外れるので、結合効率
が下がっていくことになる。
例が示される。図示する如く、結合効率C(λ)は波長
がλ1 まではほぼ一定であるが、λ1 を超えると1から
急に低下する。この結合効率C(λ)が1より低下する
波長λ1 は、光ビームの外縁が受光面の周端に接する位
置であることを意味しており、さらに波長が増加すると
光ビームの増大部分が受光面から外れるので、結合効率
が下がっていくことになる。
【0022】前述の図3の波長λ対ビーム径Bの特性に
より、波長λ1 でのビーム径Bλ1が求められるので、
波長λ0 でのビーム余裕量S(λ0 )は、図5を参照す
れば分かるように、 S(λ0 )=B1 /2−B0 /2 により求めることができる。
より、波長λ1 でのビーム径Bλ1が求められるので、
波長λ0 でのビーム余裕量S(λ0 )は、図5を参照す
れば分かるように、 S(λ0 )=B1 /2−B0 /2 により求めることができる。
【0023】本発明の実施にあたっては種々の変形態様
が可能である。例えば上述の実施例では本発明方法を受
光装置に適用した場合について述べたが、本発明はこれ
に限られるものではなく、例えば光学系を介してファイ
バからファイバへの結合を行う光結合装置に適用して余
裕量を検知することができる。
が可能である。例えば上述の実施例では本発明方法を受
光装置に適用した場合について述べたが、本発明はこれ
に限られるものではなく、例えば光学系を介してファイ
バからファイバへの結合を行う光結合装置に適用して余
裕量を検知することができる。
【0024】図6にはかる光結合装置の余裕量を検知す
るための測定系が示される。図に示すごとく、光結合装
置は、入射ファイバ2をフェルール3で、また出力ファ
イバ14をフェルール13でそれぞれハウジング5に固
定し、ハウジング内では入射ファイバ2からの出射光を
レンズ4で出力ファイバ14の入射端面に集光させるこ
とで両ファイバを結合させるように構成されている。
るための測定系が示される。図に示すごとく、光結合装
置は、入射ファイバ2をフェルール3で、また出力ファ
イバ14をフェルール13でそれぞれハウジング5に固
定し、ハウジング内では入射ファイバ2からの出射光を
レンズ4で出力ファイバ14の入射端面に集光させるこ
とで両ファイバを結合させるように構成されている。
【0025】この光結合装置の余裕量を検知する測定系
としては、入射ファイバ2の入射端側に波長掃引光源1
2を接続し、また出力ファイバ14の出力端から出射さ
れた光ビームを光検出器15で検出してその光パワーP
222 を光パワーメータ16で測定するようにしてある。
としては、入射ファイバ2の入射端側に波長掃引光源1
2を接続し、また出力ファイバ14の出力端から出射さ
れた光ビームを光検出器15で検出してその光パワーP
222 を光パワーメータ16で測定するようにしてある。
【0026】検知方法としては、まず、図2と測定系の
場合と同様に、光源出力とコネクタの透過率を測定し
て、波長λに対する光パワーP111(λ)をあらかじめ求
めておく。さらに、各波長λに対する出力ファイバ14
への入射端でのビーム径B(λ)をあらかじめ求めてお
く。この波長λ対ビーム径Bの特性は図3に示すものと
同様になる。
場合と同様に、光源出力とコネクタの透過率を測定し
て、波長λに対する光パワーP111(λ)をあらかじめ求
めておく。さらに、各波長λに対する出力ファイバ14
への入射端でのビーム径B(λ)をあらかじめ求めてお
く。この波長λ対ビーム径Bの特性は図3に示すものと
同様になる。
【0027】この測定系を用いて、波長λに対する光出
力パワーP222(λ) を波長掃引光源12の出力波長を次
第に変化させながら求め、この光出力パワーP222(λ)
に基づいて波長λに対する結合効率C22(λ)を次式で
求める。 C22(λ)=P222(λ) /P111(λ)
力パワーP222(λ) を波長掃引光源12の出力波長を次
第に変化させながら求め、この光出力パワーP222(λ)
に基づいて波長λに対する結合効率C22(λ)を次式で
求める。 C22(λ)=P222(λ) /P111(λ)
【0028】このようにして求めた結合効率C22(λ)
の波長特性は、図4に示されるものと同様なものになる
ので、結合効率C22(λ)が1から低下する波長λ1 の
ビーム径B1 と正規の波長λ0 のビーム径B0 から余裕
量S (λ0)を求めることができる。
の波長特性は、図4に示されるものと同様なものになる
ので、結合効率C22(λ)が1から低下する波長λ1 の
ビーム径B1 と正規の波長λ0 のビーム径B0 から余裕
量S (λ0)を求めることができる。
【0029】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、光ビーム位置の余裕量を検知することができる。よ
って、温度変化、振動等に起因して受光装置等の光軸の
ずれが生じ始めた場合でも、それを事前に検知して対策
処置することができるようになる。
ば、光ビーム位置の余裕量を検知することができる。よ
って、温度変化、振動等に起因して受光装置等の光軸の
ずれが生じ始めた場合でも、それを事前に検知して対策
処置することができるようになる。
【図1】本発明に係る原理説明図である。
【図2】本発明の光ビーム位置の余裕量検知方法を受光
装置に対して行う実施例の測定系を示す図である。
装置に対して行う実施例の測定系を示す図である。
【図3】実施例の測定系における波長対ビーム径特性を
示す図である。
示す図である。
【図4】実施例の測定系における波長対結合効率特性を
示す図である。
示す図である。
【図5】実施例の測定系における波長とビーム位置の関
係を説明する図である。
係を説明する図である。
【図6】本発明の光ビーム位置の余裕量検知方法を光結
合装置に対して行う実施例の測定系を示す図である。
合装置に対して行う実施例の測定系を示す図である。
【図7】受光装置の断面図である。
【図8】受光装置の受光素子受光面における光ビーム位
置の余裕量を説明する図である。
置の余裕量を説明する図である。
【図9】従来の光ビーム位置の余裕量検知方法を行う測
定系を示す図である。
定系を示す図である。
1 コネクタ 2 入射ファイバ 3、13 フェルール 4 レンズ 5 ハウジング 6 受光素子 9 光源 10 電流計 11 電源 12 波長掃引光源 14 出力ファイバ 15 光検出器 16 光パワーメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石坂 哲男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 横井 小恵子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 入射ファイバ(31)からの出射光が光
学系(32)を介して二次側素子(33)に結合するよ
う構成された装置における二次側素子受光面上の光ビー
ム位置の余裕量を検知する方法であって、 出力波長を変えられる波長可変形光源(30)の出力光
を該入射ファイバに入射させ、該波長可変形光源の出力
波長を次第に変化させつつ各波長に対する該光装置の結
合効率を測定し、該結合効率が変化するときの波長の値
とあらかじめ測定した該二次側素子受光面における光ビ
ーム径の波長特性とに基づいて光ビーム位置の余裕量を
検知することを特徴とする光ビーム位置の余裕量検知方
法。 - 【請求項2】 該装置が該二次側素子として受光素子を
用いた受光装置であって該受光素子の受光面上の受光ビ
ーム位置の余裕量を検知するものであり、該受光装置の
結合効率は、受光装置の量子効率の波長特性と、あらか
じめ測定した受光素子自身の量子効率の波長特性とによ
り算出される請求項1記載の光ビーム位置の余裕量検知
方法。 - 【請求項3】 該装置が該二次側素子として出力ファイ
バを用いた光結合装置であって、該出力ファイバ入射端
面上への集光ビーム位置の余裕量を検知するものである
請求項1記載の光ビーム位置の余裕量検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12345593A JPH06313825A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 光ビーム位置の余裕量検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12345593A JPH06313825A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 光ビーム位置の余裕量検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06313825A true JPH06313825A (ja) | 1994-11-08 |
Family
ID=14861042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12345593A Withdrawn JPH06313825A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | 光ビーム位置の余裕量検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06313825A (ja) |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP12345593A patent/JPH06313825A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |