JPH08219983A - 光ファイバおよび光ファイバセンサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバを伝搬する光のエバネッセント光
を利用する光ファイバセンサーであって、機械的強度を
保持するができ、管理が容易な光ファイバセンサーと、
該光ファイバセンサーに用いる光ファイバを提供する。 【構成】 光ファイバを伝搬する光のエバネッセント光
を利用する光ファイバセンサーであって、光透過性を有
し相対的に屈折率の高い材料からなるコアと、該コアの
外周囲に設けられた相対的に屈折率の低い材料からなる
クラッドを有する光ファイバを用い、コア断面の中心に
空孔が設けられて、該空孔に被検知物質を導入し、コア
を伝搬する光の強度、位相またはそれらの分光特性の変
化により被検知物質の検知を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバと該光ファ
イバをセンシング媒体とした光ファイバセンサーに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバを用いてガス、液体などの成
分分析や存在の有無あるいは濃度などをセンシングする
物質センサーは、一般に光ファイバを伝搬する光の強度
や位相の変化を検知する。従って、センシングしたい物
質の有無やその状態により、光ファイバを伝搬する光の
強度や位相に変化を生じさせるためには、伝搬光の電磁
界分布の少なくとも一部がその物質と相互作用する必要
がある。そのための一般的な方法として、少なくとも伝
搬光の一部を一度光ファイバの外部へ出し、被検知物質
との相互作用を生じさせた後、再び光ファイバ内へ戻す
方法と、伝搬光のエバネッセント（evanescent：浸み出
し）光を利用する方法とが知られている。ここで、光フ
ァイバのコアの外側に浸み出した光はエバネッセント光
といわれ、その強度は光ファイバの軸から離れるに従い
急激に減衰する。

【０００３】前者の方法は、例えば図１８に示すよう
に、光ファイバ１ａからレンズ２ａを介して光ビーム３
を放出させる部分と、光ビーム３をレンズ２ｂを介して
光ファイバ１ｂに再結合させる部分を有するため、後者
の方法に比較して構造が複雑になる。４はセル、５は被
検知物質である。後者の方法は、光ファイバのクラッド
層の一部を意図的に薄い構造にして、この部分で光ファ
イバの外側に光の浸み出しを発生させ、この部分に被検
知物質を近接させることによりセンシングを行う。例え
ば、図１９に示すように、光ファイバ１の一部のクラッ
ド層６を研磨などの方法により除去し局所的に光の浸み
出し部６ａを形成する方法がある。また、図２０に示す
ように、コア７を光ファイバ１の中心ではなく、中心か
ら偏心させた構造を持つ光ファイバ１を用い、長手方向
にわたり連続的な浸み出しを得る方法もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光の浸み出しを利用す
る上述の方法では、光ファイバの外部を被う被覆材が存
在するために、以下の問題が生ずる。即ち、 １）被覆材の性質によっては物質のセンシング能力が低
下する。従って、被覆材の屈折率や光透過性を慎重に選
択する必要が生ずる。 ２）適切な被覆材が得られない場合には、被覆材を施さ
ないか、センシング部分のみ被覆材を除去することもあ
る。しかし、被覆材を除去すると、光ファイバの強度上
の信頼性が著しく劣化し、敷設工法や寿命などに実用上
の大きな問題を生ずる。 ３）光の浸み出しが発生する部分の表面にキズや他の物
質などが付着すると、センシングに影響を及ぼすため、
センサーの運搬や保管において表面状態の管理が重要と
なる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した光ファイバおよび光ファイバセンサーを提供する
もので、光透過性を有し相対的に屈折率の高い材料から
なるコアと、該コアの外周囲に設けられた相対的に屈折
率の低い材料からなるクラッドを有する光ファイバにお
いて、コア断面の内部に空孔が設けられていることを特
徴とする光ファイバを第１発明とする。本発明の光ファ
イバ１１は、例えば図１に示すような構造をしている。
図中、１２は空孔、１３はコア、１４はクラッドであ
る。

【０００６】また、第１発明において、コアに設けた空
孔の内面にコアよりも相対的に屈折率の低い材料からな
る内層を設けたことを特徴とする光ファイバを第２発明
とする。本発明の光ファイバ１１ａは、例えば図２に示
すような構造をしている。図中、１５は内層である。

【０００７】さらに、前記第１、第２発明において、ク
ラッドの外周が被覆材で被われていることを特徴とする
光ファイバを第３発明とする。本発明の光ファイバ１１
ｂは、例えば図３に示すような構造をしている。図中、
１６は被覆材である。

【０００８】また、光ファイバを伝搬する光のエバネッ
セント光を利用する光ファイバセンサーであって、前記
第１、２または３発明の光ファイバの空孔に被検知物質
を導入し、コアを伝搬する光の強度、位相またはそれら
の分光特性の変化により被検知物質の検知を行うことを
特徴とする光ファイバセンサーを第４発明とする。

【０００９】さらに、光ファイバの一端側に、コアを伝
搬する光を反射させる手段を施したことを特徴とする第
４発明の光ファイバセンサーを第５発明とする。本発明
に用いる光ファイバ１１には、例えば図４に示すよう
に、一端に光反射材１７が施されている。

【００１０】また、光透過性を有し相対的に屈折率の高
い材料からなるコアと、該コアの外周囲に設けられた相
対的に屈折率の低い材料からなるクラッドを有する光フ
ァイバにおいて、主としてクラッド断面の内部に空孔が
設けられていることを特徴とする光ファイバを第６発明
とする。本発明の光ファイバ７１は、例えば図９
（ａ）、（ｂ）に示すような構造をしている。図中、７
２は空孔、７３はコア、７４はクラッド、７５は被覆材
である。図示されているように、被覆材７５をコーティ
ングしてもよい。なお、図９（ａ）は空孔７２が２個の
場合を示し、図９（ｂ）は空孔７２が１個の場合を示し
ている。

【００１１】さらに、前記第６発明において、主として
クラッド断面の内部に３個以上の空孔が設けられている
ことを特徴とする光ファイバを第７発明とする。本発明
の光ファイバ７１は、例えば図１０（ａ）、（ｂ）に示
すような構造をしている。なお、図１０（ａ）は空孔７
２が４個の場合を示し、図１０（ｂ）は空孔７２が３個
の場合を示している。

【００１２】さらに、前記第７発明において、主として
クラッド断面の内部に設けられた複数の空孔は、それぞ
れほぼ等しい形状および大きさをしており、かつ、コア
からほぼ等しい距離に、相互にほぼ等間隔で配置してい
ることを特徴とする光ファイバを第８発明とする。本発
明の光ファイバ７１は、例えば図１１に示すように、３
個の空孔７２がコアから距離Ａの位置に、等間隔Ｂで配
置されている構造をしている。

【００１３】さらに、光ファイバを伝搬する光のエバネ
ッセント光を利用する光ファイバセンサーであって、前
記第６、７、または８発明の光ファイバの空孔に被検知
物質を導入し、コアを伝搬する光の強度、位相またはそ
れらの分光特性の変化により被検知物質の検知を行うこ
とを特徴とする光ファイバセンサーを第９発明とする。

【００１４】さらに、光ファイバの一端側に、コアを伝
搬する光を反射させる手段を施したことを特徴とする第
９発明の光ファイバセンサーを第１０発明とする。その
手段として、本発明に用いる光ファイバの一端には、少
なくともコア部の一部と重なるように、直接誘電体多層
膜などをコーティングして光反射材を施す。あるいは、
光ファイバから出射した光を反射鏡などで反射させ、再
び光ファイバに結合させる系を用いる。あるいはまた、
光ファイバを構成する材料（ガラスもしくはポリマー）
と周囲の空気などとの間の屈折率差による反射を利用す
る。ここで、「主として」クラッド断面の内部に設けら
れた複数の空孔という意味は、空孔部はその一部がコア
部に接するか、コア部に含まれる構造でもよいというこ
とであり、このような空孔も以下の作用を満足すること
ができる。なお、空孔部は一般に空気で満たされている
が、それ以外の適当な気体が混入あるいは充満されてい
てもよい。

【００１５】

【作用】本発明の光ファイバセンサーでは、第１発明の
光ファイバを利用して、コア内部の空孔への光の浸み出
しを利用して、そこに導入された被検知物質をセンシン
グする。この場合、光の浸み出しが発生するコアの空孔
の表面には、保管中に他の物質などが付着する恐れがな
く、センサーの管理が容易になる。

【００１６】ここで、第２発明のように、コアの内面に
コアよりも相対的に屈折率の低い材料からなる内層を設
けると、コアと内層との界面が安定し、伝搬光の散乱が
抑えられるため、伝搬光の損失は低減され、伝搬光はよ
り長く伝わるので、センシング長を調整することができ
る。この場合、内層の屈折率により光の浸み出し分布状
態が変化するので、センシング感度を調整することもで
きる。

【００１７】また、第３発明のように、光ファイバの外
周に被覆を施すと、光ファイバの機械的な強度を保持す
ることができる。この場合、光ファイバの外周に被覆を
施しても、センシング機能に影響を与えることはないの
で、センシング目的や周囲の環境に応じて、被覆材の屈
折率、光透過性に配慮する必要がなくなり、自由に被覆
を施すことができる。

【００１８】さらに、第５発明にように、光ファイバの
一端に、コア中を伝搬する光を反射する手段を施すと、
その反射を利用して、光ファイバの一端から光を入射
し、そこで検出をも行うこともできる。このようにする
と、光ファイバの同一端で光の入射と検出を行うことが
でき、より簡便な系を組み立てることができる。なお、
光ファイバを構成する材料と周囲の空気などとの間の屈
折率差による反射を利用することもできる。

【００１９】また、本発明の光ファイバセンサーでは、
第６発明の光ファイバを利用して、コア部を伝搬する光
のクラッド部に設けた空孔への光の浸み出しを利用し
て、そこに導入された被検知物質をセンシングする。こ
の場合、クラッド部に設けた空孔の表面には、保管中に
他の物質などが付着する恐れがなく、センサーの管理が
容易になる。また、空孔が主にクラッド部にあり、コア
部にないため、光ファイバセンサー中への光導入を容易
に行うことができる。また、光ファイバの外周部に被覆
材をコーティングすると、センシング特性には影響を与
えないで、機械的な信頼性を向上させることができる。

【００２０】ここで、第７発明のように、主としてクラ
ッド断面の内部に３個以上の空孔を設けると、センシン
グ特性のコア中を伝搬する光の偏波面との依存性を軽減
し、空孔の数によってセンシング感度を調整することが
できる。ところで、光源の偏光度が高いと、電磁場の分
布は偏光状態に応じて方向性を持つ。このとき、検知物
質の分布も異方性を持つと、偏光状態により検知特性に
差が出てしまう。従って、空孔が１個ないし２個の場合
は、空孔とコアを結んだ断面中の直線方向に強い異方性
を持つことになる。そこで、上述のように、３個以上の
空孔を設けると、この異方性が改善される。

【００２１】さらに、第８発明のように、主としてクラ
ッド断面の内部に設けられた複数の空孔が、それぞれほ
ぼ等しい形状および大きさをしており、かつ、コアから
ほぼ等しい距離に、相互にほぼ等間隔で配置している
と、上述の異方性がさらに軽減し、センシング特性の偏
波依存性を大幅に低減することができ、極めて精度の高
いセンサーが得られる。

【００２２】さらに、第１０発明のように、前記第６〜
８発明の構造の光ファイバの一端側に、コアを伝搬する
光を反射させる手段を施すと、その反射を利用して、光
ファイバの一端から光を入射し、光ファイバの入射端で
反射してきた光の検出をも行うこともできる。このよう
にすると、光ファイバの同一端で光の入射と検出を行う
ことができ、より簡便な系を組み立てることができる。

【００２３】上述のように、光ファイバを用いて物質セ
ンシングを行うには、光ファイバの一端もしくは両端を
被検知物質中に保持し、毛細管現象などにより空孔中に
被検知物質を導入する。この被検知物質が導入された光
ファイバを光の出射および検出機構を有する試験器など
に光学的に接続して、光ファイバ中に光を入射し、被検
知物質による入射光の強度などの変化を測定して物質情
報を得る。あるいは、光ファイバの一端から光を入射し
つつ、光ファイバを被検知物質中に保持し、光ファイバ
の他端で反射した光を検知して物質情報を得る。本発明
の光ファイバは、使い捨てタイプの短尺センサーとして
有用である。

【００２４】

【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。 （実施例１）本実施例は、ガラス光ファイバからなる光
ファイバセンサーを用いて、気体の分光分析を行ったも
のである。使用した光ファイバは、次のようにして製作
した。即ち、図５（ａ）に示すように、石英ガラスから
なるクラッド２４と、石英中にＧｅを添加することによ
り屈折率を高めたガラスからなるコア２３とを有する円
筒状の光ファイバ母材２１を作成する。次いで、この光
ファイバ母材２１の中心に、図５（ｂ）に示すように、
研削器により空孔２２を開ける。この光ファイバ母材２
１を、通常の光ファイバの線引き方法により線引きし
て、図１に示すように、クラッド１４の外形２５０μｍ
の細径の光ファイバ１１を作製した。この光ファイバ１
１の周囲には紫外線硬化樹脂にて被覆材１６を施して、
図３に示すような光ファイバ１１ｂを形成した。空孔１
２の直径は１００μｍ、コア１３の外径は１１０μｍで
あった。作製した光ファイバ１１ｂは被覆材１６を施し
たまま、それぞれ５〜２０ｃｍ程度の長さに切断して光
ファイバセンサーとし、保管中にゴミ、水分などが空孔
１２に入るのを防ぐために、両端をシール用の箔で封じ
て保管した。

【００２５】被検知ガスの有無を測定するため、この光
ファイバセンサーのシール箔を除いて測定対象の気流中
に適当な時間保持し、その後、試験器でこのガスを分析
した。この試験器４１は、図６に示すように、一方に白
色光源４２とそれを分光する分光器４３を有し、他方に
光検出器４４を有するものである。試験方法は、分光器
４３と光検出器４４の間に上記光ファイバセンサー１１
ｃを気密コネクタ４５を介して接続し、光ファイバセン
サー１１ｃの両端から気体が漏れないようにする。そう
して、白色光を分光した光を分光器４３から出射して光
ファイバセンサー１１ｃの一端に入射し、他端からの出
射光を光検出器４４で検出する。上述の方法により、メ
タンガスの存在の有無の検知を行うことができた。な
お、被分析ガスの交換は、そのガス中に適当な時間、光
ファイバセンサー１１ｃを保持することで行う。この場
合、光ファイバセンサー１１ｃの空孔１２を減圧するこ
とにより、保持時間を短縮することができる。

【００２６】（実施例２）本実施例は、光透明性のある
ポリマー材料からなる光ファイバを光ファイバセンサー
として用いて、液体の分光分析を行ったものである。ポ
リマー材料としては、フッ素樹脂系、シリコーン樹脂
系、アクリル系、スチレン系などを用いることができ
る。図７に示すように、光ファイバ５１は光透明性のあ
るシリコーン・ゴム系樹脂からなり、コア５３と、外径
が２ｍｍのクラッド５４からなり、コア５３内に径が約
１．５ｍｍの空孔５２が設けられている。この光ファイ
バ５１の一端には、光反射材５５が施されている。な
お、光ファイバ５１のクラッド５４には被覆材は施され
ていない。

【００２７】被検知液体の有無を分析するため、この光
ファイバ５１の一端を分析用液体に浸した。このとき、
この光ファイバ５１の長手方向の中央部を摘んで側圧を
加えて窄め、液体に浸した後に側圧を解放する。そうす
ると、光ファイバ５１の内部圧力の変化と毛細管現象に
より、分析用液体が光ファイバ５１の空孔５２中に導入
される。分析用液体の分析は、図８に示すように、この
光ファイバ５１の光反射材５５が施されていない端部を
コネクタ６４と光ガイド６５を介して光分岐器６３に接
続して行った。光分岐器６３には、光源６１から光ガイ
ド６５を通して光を入射し、光ファイバ５１の光反射材
５５で反射された反射光を光検出器６２で検出して分析
した。なお、光源６１の直後、もしくは光検出器６２の
直前に光フィルタやグレーティングなどの波長選択素子
を設け、特定の波長もしくは波長域の分布を検出する方
法も有効な方法である。

【００２８】（実施例３）光ファイバセンサーに使用し
た光ファイバは、次のようにして製作した。即ち、石英
ガラスからなるクラッドと、石英中にＧｅを添加するこ
とにより屈折率を高めたガラスからなるコアとを有する
円筒状の光ファイバ母材を作成する。次いで、この光フ
ァイバ母材のクラッド部に研削器により空孔を開け、通
常の光ファイバの線引き方法により線引きして、図９
（ａ）、（ｂ）に示すように、クラッド７４の外形１２
５μｍの光ファイバ７１を作製した。なお、図９
（ａ）、（ｂ）は、それぞれ２個および１個の空孔７２
を設けた光ファイバ７１の断面斜視図である。この光フ
ァイバ７１の周囲には紫外線硬化樹脂にて被覆材７５を
施した。空孔７２の直径は３０μｍ、コア７３の外径は
１０μｍであった。作製した光ファイバ７１は被覆材７
５を施したまま、それぞれ５〜２０ｃｍ程度の長さに切
断して光ファイバセンサーとし、保管中にゴミ、水分な
どが空孔７２に入るのを防ぐために、両端をシール用の
箔で封じて保管した。

【００２９】次いで、被測定用液体中の色素の有無を測
定するために、上記光ファイバセンサーのシール箔を除
去して、測定対象となる色素を混入させたメチルアルコ
ールを入れた容器中と、前記色素を混入させない同一の
メチルアルコールを入れた容器中にほぼ同一長の光ファ
イバセンサーの一端を適当な時間保持し、毛細管効果に
より空孔に液体を導入させた。その後、試験器でこの被
測定用液体を分析した。この試験器８１は、図１２に示
すように、一方に白色光源８２とそれを分光する分光器
８３を有し、他方に光検出器８４を有するものであるこ
とは、実施例１に用いた試験器（図６に示したもの）と
同じである。試験方法は、光ファイバセンサー７１ａの
両端を光導入用光ファイバ８５と液密に突き合わせ部８
６で突き合わせ、さらに、分光器８３と光検出器８４に
光導入用光ファイバ８５を液密に接続する。そうして、
白色光を分光した光を分光器８３から出射して光ファイ
バセンサー７１ａの一端に入射し、他端からの出射光を
光検出器８４で検出する。上述の方法により、分光特性
の差から色素の存在の有無を検知することができた。ま
た、光ファイバセンサー７１ａと光導入用光ファイバ８
５との光結合率は、空孔をコア内に設けた光ファイバセ
ンサーの場合に比べて、７５％以上に改善された。な
お、上記方法は液体以外の物質をも対象にすることがで
きる。

【００３０】ところで、上述のように、偏光度の低い白
色光源を用いて試験する場合には、光ファイバセンサー
７１ａを用いることに問題はない。しかしながら、レー
ザ光を用いる場合や濃度の検出のような精度の高い定量
検知を行う場合には、光の偏波状態に対してセンシング
感度の依存性があることが問題になる。そこで、図１０
（ａ）、（ｂ）に示すように、３個以上の空孔７２をク
ラッド部７４に設けた光ファイバ７１を光ファイバセン
サーとして用いると、測定精度が向上した。この種の光
ファイバ７１は、前述の光ファイバ７１と全く同様な工
程で、研削の際の空孔数を変えることにより作製するこ
とができる。なお、図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ
４個および３個の空孔７２を設けた光ファイバ７１の断
面斜視図である。さらに、図１１に示すように、クラッ
ド７４に設けた３個の空孔７２の形状、寸法を同一とし
（この場合、同一内径の円形）、これらの空孔７２をコ
ア７３中心からほぼ同一距離Ａ（この場合、コア７３を
中心とする同心円上）で、かつ相互の間隔Ｂがほぼ等し
くなるように配置する。このような光ファイバを光ファ
イバセンサーとすると、センシング感度の偏波依存性が
大幅に低減し、どのような偏波状態の光を導入しても一
定の検知感度を示した。なお、空孔７２の数は３個に限
定されることはなく、図１３〜１５に示すように、４
個、６個および８個などでもよい。

【００３１】（実施例４）図１６は、本実施例の光ファ
イバセンサーとして用いた光ファイバの端部斜視図であ
る。此の光ファイバ７１は、コア７３の一部もしくは全
部を被うように誘電体多層膜７６などの反射手段を設け
たものである。此の光ファイバセンサーを用いると、反
射光学系を設けることなく、光の検知が可能になる。な
お、光の強度が強いときは、あるいは光ファイバセンサ
ーを構成する素材の屈折率が高いときは、誘電体多層膜
７６などの反射手段を設けることなく、光ファイバセン
サーを構成する素材と空気との屈折率の差による反射を
反射手段として用いることができる。なお、反射の方式
としては、光ファイバセンサーから出た光を反射鏡で反
射させ、再び光ファイバセンサーに結合させてもよい。
本実施例は、前記実施例のように光ファイバセンサーを
透過してきた光を検知するかわりに、反射した光を利用
するものである。このようにすることにより、光ファイ
バセンサーの用途を拡げることができる。例えば、図１
７に示すように、胃カメラなどに用いられる内視鏡９１
の中に本実施例の光ファイバセンサー７１ａを収納し、
胃液などの体液をセンサー光ファイバ７１ａ中の空孔７
２に導入し、外部に設けた光源９２、光導入用光ファイ
バ９３、分岐器９４、分光器９５、光検出器９６、コネ
クタ９７などを利用して、実時間で成分分析を行うこと
ができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
ファイバを伝搬する光のエバネッセント光を利用する光
ファイバセンサーであって、光ファイバは、光透過性を
有し相対的に屈折率の高い材料からなり中心には空孔を
有するコアと、該コアの外周囲に設けられた相対的に屈
折率の低い材料からなるクラッドを有し、前記空孔に被
検知物質を導入し、コアを伝搬する光の強度、位相また
はそれらの分光特性の変化により被検知物質の検知を行
うため、光ファイバには自由に被覆を施すことができる
ので、機械的強度を保持することができるという効果が
あり、また、光の浸み出しが発生するコアの空孔の表面
には、保管中に他の物質などが付着する恐れがないの
で、光ファイバセンサーの管理が容易になるという優れ
た効果がある。

【００３３】また、上記発明において、コアの内面にコ
アよりも相対的に屈折率の低い材料からなる内層を設け
ると、センシング感度を調整することができるという効
果があると共に、内側界面による散乱が抑圧され、損失
が低減できるため、測定長をより長くとり、感度を高め
ることができるという効果がある。

【００３４】さらに、上記発明において、光ファイバの
一端に、コア中を伝搬する光を反射する手段を施すと、
光ファイバの同一端で光の入射と検出を行うことができ
るので、用途によってはより簡便な系を組み立てること
により、センシングを行うことができるという効果があ
る。

【００３５】また、本発明によれば、光ファイバを伝搬
する光のエバネッセント光を利用する光ファイバセンサ
ーであって、光ファイバは、光透過性を有し相対的に屈
折率の高い材料からなるコアと、該コアの外周囲に設け
られた相対的に屈折率の低い材料からなる空孔を有する
クラッドを有し、前記空孔に被検知物質を導入し、コア
を伝搬する光の強度、位相または分光特性の変化により
被検知物質の検知を行うため、光ファイバセンサー中へ
の光導入が容易になるという効果がある。

【００３６】さらに、上記発明において、クラッドに設
けた空孔を３個以上にすると、コア中を伝搬する光の偏
波面がセンシング特性におよぼす影響を軽減することが
できるという効果がある。特に、空孔の形状、大きさを
等しくし、空孔をコアから等しい距離に、等間隔に配置
すると、光の偏波面がセンシング特性におよぼす影響を
一層低減することができる。

【００３７】さらに、上記発明において、光ファイバの
一端に、コア中を伝搬する光を反射する手段を施すと、
光ファイバの同一端で光の入射と検出を行うことができ
るので、用途によってはより簡便な系を組み立てること
により、センシングを行うことができるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光ファイバの一実施例の断面斜
視図である。

【図２】本発明にかかる光ファイバの他の実施例の断面
斜視図である。

【図３】本発明にかかる光ファイバのさらなる他の実施
例の断面斜視図である。

【図４】本発明にかかる光ファイバセンサーの一実施例
における光ファイバの断面斜視図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にかかる光
ファイバの一実施例の製作に用いた光ファイバ母材の製
作工程の説明図である。

【図６】上記光ファイバを用いた気体の分析方法の説明
図である。

【図７】本発明に係る光ファイバセンサーの他の実施例
である光ファイバの断面斜視図である。

【図８】上記実施例の光ファイバセンサーを用いた液体
分析方法の説明図である。

【図９】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にかかる光
ファイバのさらなる他の実施例の断面斜視図である。

【図１０】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明にかかる
光ファイバのさらなる他の実施例の断面斜視図である。

【図１１】本発明にかかる光ファイバのさらなる他の実
施例の断面図である。

【図１２】実施例３の光ファイバセンサーを用いた液体
分析方法の説明図である。

【図１３】本発明にかかる光ファイバのさらなる他の実
施例の断面図である。

【図１４】本発明にかかる光ファイバのさらなる他の実
施例の断面図である。

【図１５】本発明にかかる光ファイバのさらなる他の実
施例の断面図である。

【図１６】本発明にかかる光ファイバのさらなる他の実
施例の断面斜視図である。

【図１７】実施例４のセンサー光ファイバを内視鏡に用
いた成分分析方法の説明図である。

【図１８】従来の光ファイバを用いた分析方法の説明図
である。

【図１９】従来の光ファイバを用いた他の分析方法の説
明図である。

【図２０】従来の光ファイバを用いたさらなる他の分析
方法の説明図である。

【符号の説明】

１１、１１ａ、１１ｂ、５１、７１ 光ファイバ １２、２２、５２、７２ 空孔 １３、２３、５３、７３ コア １４、２４、５４、７４ クラッド １５ 内層 １６、７５ 被覆材 １７、５５ 光反射材 ２１ 光ファイバ母材 ４１、８１ 試験器 ４２、６１、８２、９２ 光源 ４３、８３、９５ 分光器 ４４、６２、８４、９６ 光検出器 ４５、６４、９７ コネクタ ６３ 光分岐器 ６５ 光ガイド １１ｃ、７１ａ 光ファイバセン
サー ８５、９３ 光導入用光ファ
イバ ８６ 突き合わせ部 ９１ 内視鏡 ９４ 光分岐器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性を有し相対的に屈折率の高い材
   料からなるコアと、該コアの外周囲に設けられた相対的
   に屈折率の低い材料からなるクラッドを有する光ファイ
   バにおいて、コア部に空孔が設けられていることを特徴
   とする光ファイバ。
2. 【請求項２】 コアに設けた空孔の内面にコアよりも相
   対的に屈折率の低い材料からなる内層を設けたことを特
   徴とする請求項１記載の光ファイバ。
3. 【請求項３】 クラッドの外周が被覆材で被われている
   ことを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ。
4. 【請求項４】 光ファイバを伝搬する光のエバネッセン
   ト光を利用する光ファイバセンサーであって、請求項
   １、２または３記載の光ファイバの空孔に被検知物質を
   導入し、コアを伝搬する光の強度、位相またはそれらの
   分光特性の変化により被検知物質の検知を行うことを特
   徴とする光ファイバセンサー。
5. 【請求項５】 光ファイバの一端側に、コアを伝搬する
   光を反射させる手段を施したことを特徴とする請求項４
   記載の光ファイバセンサー。
6. 【請求項６】 光透過性を有し相対的に屈折率の高い材
   料からなるコアと、該コアの外周囲に設けられた相対的
   に屈折率の低い材料からなるクラッドを有する光ファイ
   バにおいて、主としてクラッド部に空孔が設けられてい
   ることを特徴とする光ファイバ。
7. 【請求項７】 主としてクラッド部に３個以上の空孔が
   設けられていることを特徴とする請求項６記載の光ファ
   イバ。
8. 【請求項８】 主としてクラッド部に設けられた複数の
   空孔は、それぞれほぼ等しい形状および大きさをしてお
   り、かつ、コアからほぼ等しい距離に、相互にほぼ等間
   隔で配置していることを特徴とする請求項７記載の光フ
   ァイバ。
9. 【請求項９】 光ファイバを伝搬する光のエバネッセン
   ト光を利用する光ファイバセンサーであって、請求項
   ６、７または８記載の光ファイバの空孔に被検知物質を
   導入し、コアを伝搬する光の強度、位相またはそれら分
   光特性の変化により被検知物質の検知を行うことを特徴
   とする光ファイバセンサー。
10. 【請求項１０】 光ファイバの一端側に、コアを伝搬す
    る光を反射させる手段を施したことを特徴とする請求項
    ９記載の光ファイバセンサー。