JPS58500815A - 光フアイバ干渉計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 光ファイバ干渉針 発明の背景 本発明紘光学干渉針、よ）詳しく言うと光ファイバを利用して多数Ｏ光路を干渉 計自身の中に自重るようＫｔりて−る装置に調する。

干渉針は、光を利用して正確な一定を行なう装置である。かかるーｊ！に鯰、非 電に小１１な距−ＯｍＷｇか６２つ０１−〇一定１′ｅ１１４０％ａｍある。干 渉計ａｔえ、屈折率ＯＩＭ定、ｌＮ！画変形ＯＩｌ定、表面の小さな超音液振動 Ｏ橢定に用いるしとが′Ｃきる。

これ壕で、構造Ｏ異亀ゐ幾りかＯ干−針が知られてｉる。一層馬知１１！構造Ｏ 干か針として、レイリー干渉針、マイケルスフ恒鳳干参針、７アプトーペｐ干渉 針、及びマツハ・ツェーンメー干−計がある。これらＯ干−針紘一ずれも空気路 をｊＮｊｌして党を光源から最後Ｏ干−ターｒットに伝送するもＯである。温度 又は圧力Ｏ馬部釣′＆羨化によゐｊｉ１１Ｉ響−気Ｏ変動によ）、＊＊と基準路 ｏ１１ｔｈＩＩｃ＠を為光路に髄−変化が婆人畜れる。これ６ｏ位＠Ｏ変動によ ）、ノイズが干渉針に入）干−針Ｏ感ｊ［７ＩＡ低下す為ことになる。

発明の目的 本１１１１０ａ−鉱、周■蓼−気０羨励による影畳を最少限度に抑える一造Ｏ干 渉針を提供することＫある。

本発明０１１０１Ｍ＃ｉ、光フアイバ導波路を利用して種々の党−を導入す為よ うｋしえ干渉針を提供することＫある。

本＊ｗ４ｅ束ｃ別０１釣は、ｌｌｌ１ｌヲあ壇〉必要とせず、容易１’ＣＩ！用 する仁とかできる光７テイΔ干渉針を提供するととにある。

上記し九目釣紘単なる例示である。従って、本発明ｏｔｏｉｉｔｔ、い■釣と１ ｉｌ益＃ｉ轟県看にとりて容易に鳳解できる４０であゐ。本発明ｏ１１ｍ１ａｌ １京Ｏ範−によりてＯみ定められるものである。

発明の概要 上記目的は他Ｏ利点とともに本実＠によりて達成される。光７アイパ尋皺路を利 用して内部０ビームを干渉計０４”Ｋ伝送する装置がＩＩＩ供されている。本偽 明Ｏ−０＊施儒においては、＄１１０光７アイパがソースビーム（＠＠ｌ１ｒＩ ｂ−）を干渉ターゲット（ｉｎｔｗｆ＠ｒｍｍ　ｔａ可１）に直振這ぶ。第２０ 党ファイバが一定しようとする画へソースビームを崗妙る。Ｈｓｏ光７アイ／４ が一定しようとする画から反射光を受叶、ζ０反射光を干渉ターグツ卜へ送る。

干渉ターｒｙ　）　＃１ｍ１０光７アイｄが直接這ぷソースビームと菖８０光７ アイパが受けて＄送する反射−ターン（ｒｄｌｅ＊ｔ１−μｔｍｒｍ　）　０調 龜であるフリンジパターン（ｆｒｉψ−１ｔｕｎｓ　）を表示する。干渉計に内 Ｊｌ！される光ファイバはいずれ−１−じＩＩＩＩＫ＠されるＯて、周Ｓｔ■気 Ｏ変動は無視される。

本発明Ｏ別Ｏ実論例において社、基準ビーム（ｒｄ＠…ｗ　ｈｅｍ　）が絡１０ 党７アイバ尋波路の出力頁での後方反射（ｉｍ＠ｋ　ｒｄｌ・＠ｉｌ・１）によ ｐ得られる。かかる反射は、ガラスと空気ＯＩＩ折率０１１によ〉自然Ｋｊｌる 。

反射は、部分反射層を７テイパ０１１ｍＫ配置することによ〉高められる。第１ ０光ビームが基準ファイバ（ｙ會１＠ｒｅ−・ｆ　ｌｈｒ　）から出力される光 を検査しようとする画から反射させ、次［７テイパＯ中へ戻すように反射させる ことにより得られる。これら２つＯ干渉ビームは、エネ＃イーを両者岡のエパネ セ／ト結合を介して検出光ファイバ導波路に移送する。

図面の記載 第１図は本発明の一の実施例を示す概略図である。

第２図は本発明の別の実施例を示す概略図である。

第３図は本発明の別の実施例を示す概略図である。

第４図は本発明の更に別の実施例を示す概略図である。

好ましい実施例の記載 以下、本発明を図面を参照して説明するが、同じ素子には４！ｒＩＩＩを通じて 同じ参照番号が付されている。本明細書において使用されて−ｈ「党尋腋路」（ 〜ｐｔｌ鶴１−１−ｓ４＠”）あるｈ絋「光フアイバ導波路Ｊ　（”　ｆｌｂ＊ ｒ・ｐａ１ｍ四轡−−１）１にる一部、マイクＩ１１＃ＩＬとＸ−とＯ関にあ夛 紫外領域、ＷＩＩｌ１ｇＡ域及び赤外領域を會む電畿スペクトルＯ光部分（・ｐ ｔｉｅａｌ紳ｒｔｉ＠ｍ　）にある電磁線をコアークラｙ　ｒｊ＋１界爾で内面 反射して伝送するように；ア部材と該コアを同心的に＠囲するクツッｒインダ郁 材とを有するｆラス伝送−を言う４０である。

本発明Ｏ■々Ｏ爽施例を示す１１１画に基づいて説明すると、第１図拡干渉針１ ０（ｌ概略図である。レーデＯような単色光源であるＯが好ましい光１１１２が 光のビーム１４を焦点レンズｌ＠烏及び１１１ｔ　ｈＫ＃ＪＦｊる。焦点レンＪ Ｉｅ＆ｉビーム１４０平行党路を広くするＯＫ使用する。光拡２つの光フアイバ 導波路１８と２００方−に向妙られる。光ファイバ導波路１８＃ｉ入ってくる平 行ビーム１４をコアによシ伝送しかつビームをｌ１２２に放射して基準ビームと する。光導波路２（４また光Ｏビーム１４を愛社てビームをコアによル伝送し、 一定しようとする画２４にビームを放射する０画２４について行なおうとするこ とができる調定〇一つに、面振動（ｓｍｒｆａ＊・マ１ｂｒａｔｉ・ｎ）がある 。光導波路２Ｇから放射され九光２６は画２４に価突し、雨から反射する。反射 光！＠紘光導波路ＮＩＣＫ入る。轟業看にとって明らかなように、実際に絋、反 射光２８０うち極く少量ＯもＯが光導献路３１０に入る。光導波ａｓ　ｏ＆！反 射光２８をコアによル伝送し、反射光を１１２２に放射する。

光導波路２０１及び３０ｔ！、光Ｓ波路１８と平行になるように光導液路１１１ ＋ＫＭ行して配置されている。光導波路ｌ＄と１０からＩｉＫ款射される２つＯ 放射ビームによ〉、東２４０ＩＮ振動Ｏ閤黴として変動する干渉パターンが生ず る。基準ビーム１４と一定しようとする藺からＯ反射信号２８＃ｉ党７アイパ導 ＃ＩＬ路によ〉伝送されるから、干渉計１０社周ｓｃｙ＊動に対し感応しにくく なりている。これによ）、従来Ｏ干渉計において、空気路を進む光が生ずる周Ｉ ＩＯ振動による変動が奥買上除去される。

ＪＩ２ＷＩＡは本実−ｏｊｌｅｓ論例を示す一〇であルカ、ζＯＩ！論例Ｏ干参 計干渉紘２つＯ光７アイパ導皺路３４とｓ６を備えている。単色光ａｌｌ！が党 Ｏビーム１４を光７アイ／ｆ３４に崗叶る。光７アイパ３４０コアｓ５が光エネ ルギを光７アイｄ３４０鴫部３８へ伝送する。光ファイバ３４０画３１１ｒＯ４ ｉ方反射（ｂａｃｋｒｄｌ・５ｔｉｅｓ）Ｋよ）党７アイΔ導掖路３４内に基準 ビームが入る。かかる反射は、ガラスコアと空気と０１折皐Ｏ相違によ〉自然に 起ζるＯである。後方反射紘、部分反射層を光フアイバ導波路３４０１ａｍ３８ に配置することによ）高まる。光７テイパ導皺路３６は有限長りの部分で光ファ イバ導［１１３４Ｋｍ！Ｉ！され、工Δネセント錬紬合が光７７４２ｍ４０コア ３５と光フチ４パ３６０Ｈ７４＠とａｍ−ｒｃｏ有隈長Ｌ０し１分＃Ｃお−て生 ずるようにしている。有員量０党エネルイが党７ｙ４Ｉ４３４０Ｉｊ８８と党７ アイＡ１６０ＩｉＮ４２を通過して一定しようとするｌｉ！４に放射される。画 ２４からＯ反射光Ｏうちある量０４０がａＳＳと４！からそれぞれ党ファイバ３ ４と３６に入る。９０反射光は、以下に述べるように、上記した後方反射による 基準ビームと一緒になる。光７アイパ導波路３６内で党７アイパのコア４０に工 Δネセント結合される後方反射による結合信号と１１２４からＯ反射信号は、光 ファイバ４０に帖って伝送畜れ、分析装置４４が愛社る。装置４４が愛社先光エ ネルギは、ｌ１ｉ２４０画振動ＯＩＩ数として強度が変わる０党７テイパ３６社 干渉計３！Ｏ検出脚を構威する。本尭−Ｏζ０＊＊例もまた、基準信号と反射光 とが岡じ光７アイパ導皺路を違って伝わるので、ｊｌｉｌＨ１ｌｊｌ＆の変動に 対して実質上感応しない。また、２つ０フアイバ岡Ｏ工Δネセン）＃＃金作用に より、光路閾Ｏモーシ胃ン感度（−４ｉｍ　＊＠ｉ＋５ｉｔｉｌ＋ｉｔｙ　）に より生ずる位１ノイ、Ｉｅが除去される。更にま九、干渉計自体ｏＮ＠ｔ＊合も 必要で紘なくなる。

ｇｓｇ＃ｉ本発ＷＡ本実Ｏ爽施例を示すが、この実施例も２つＣ）ｊｔ　７　Ｔ イΔ導皺路４６と４８を備えている。

単色光１１ｉ１２ｔｉ党Ｏビーム１４を光ファイバ導液路４６へ放射する。光フ ァイバ４６の＝７５０が光エネルギを光７テイΔ導液路４６０端画５２へ伝送す る。

光ファイバ導液路４６と４８は、皺光ファイバ導皺路Ｏ端部に近くない長１１Ｌ ｏ部分でエバネセント腋麟會が起こるようＫＪＩＬ？Ｉして配設されて−ゐ、こ れにより、光７アイパ導皺路４６０光７アイパ導捩路端部ｓ２と光７　ｙ　４− ８　皺１１１４　ＩＩＯ光７　ｙ　４　ハ尋を絡端１１５４ｍ、一定しようとす る画２４０上方でそれぞれＯ向きを自由に羨えることができる。１１方反射によ る基準信号とＷＩ２４かも反射される検出信号とが組合わさりて、第＊＊に示す １ＩｊｌｉｆｌＫ調してｌ！明し−ｋＯと同様な態様で作用する。

第４■紘本発ｆＩＯ更ＫＩＲＯ＊施例を示すが、この実施例に祉２つＯ光７アイ パ導皺路５６と５８がある。

単色光Ｉｌｌ！紘光ファイバ導波路５６に自重て党Ｏビーム１４を放射する。光 ファイバ導液路Ｓ＠と光７アイパ尋波路ｓ８紘、有員長ＬＯ＠分でエバネセント 艙会が生ずるように１１列している。ζ０１ｌＩ施例ては、光は光７アイバ導皺 路５６０画６０から出て、光ファイバ導波路Ｓ＠ｌｅ妙を過って戻ってくる。従 って、光ファイバ導液路５６Ｇコア６！をＭりて戻りてくる信号は、＊＊＊から ０１方反射信号と画２４からＯ反射信号０Ｘ２Ｆからなる結合信号を這ぶ。ζＯ 紬合信考紘次に、光ファイＡ５ｇのコア６４にエバネセント皺結合される。徴収 体６６が光７アイΔ５８〇−亀に配設されていて、光７アイパ５８における反射 を除去するようにしている。次に、艙合信４＃は党７アイパ尋款路５８から検出 装置即ち分析装置４４に放射される。かかる構成の干渉計鉱、画２４から反射さ れる党ａｔが満足のいく調定１ｒ−タを得るＯＫ充分傘惣直Ｏものである場合に 使用される。

本Ｉｌ＠紘、スペクト羨分析あるい＆ｉ狭い蕾域０７４ルタ処璽を行なう仁とな （，５ＸＩＯ″″７センチＯ羨位を一定するＯＫ充分な感度を有することがわか り九。

１Ｏ−９セ／チＯオーダーの変位はストクトル分析を利用すれげ容品に検出する ことができる。

以上、本発明を好ましい実施例について説明して自たが、本−側寄Ｏ記載に基づ いて修正と変更を行なうことができる４０である。従って、本ｌｌ―紘、かかる 修正と変更が請求Ｏ範■に會重れゐ鳩舎に社これら修正と変更の全てを含むもの ｅＴｏる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光エネルギーと、 長さが有限で１１１の端部と第２の端部とを有し前記党エネルギ源からＯ光を前 記第１の端部から導入して前記ＩＩ２のｍｓｔで伝送しかつ前記第２の端部が光 の少なくとも一部を前記第１の端１１に向性て後方へ内面反射するとと−に前記 党Ｏ残ヤを放射するようになっている第１０党ファイバ導波路と、 長さが有限で第１と第２０耀部とｔ有する第２０党ファイバ導波路とを備え、 前記第１と＃！２の光７アイΔ導波路はそれぞれのコア間で所定の長さの部分に 亘りてエバネセント波結合が生ずるように並列して配設されており、前記放射さ れ友光が測定しようとする画に衝突して獣面から反射し、前記画からの前記反射 ｊｔの少なくとも一部が前記第１ｏ党ファイバの前記第２０端部に入って前記第 １の光フアイバ導波路内で前記内面反射しえ光と結合することにより光の情報波 を形成し、前記光の情報波が前記第２０党ファイバ導波路に工Δネセント結含さ れて前記第２０光フアイΔ導波路の前記第２の一部に伝送されるように前記第１ ０党ファイバの前記第２の端部は前記−に対して離隔していることを４Ｉ像とす る測定ｌＩＯ変位を測定する良めＯ干渉計・１　前記第２の光フアイバ導波路内 でＯＦ３面後方反射を防止するように前記第２０光ツアイΔ導波ＩＩｏｍ１３、 前記第１０光フアイバ導波路の前記第２の端部には内面反射の程度を高めるよう に所定量の反射体が取付ゆられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載 の干渉針。 ４、前記第２の光フアイバ導波路の前記第１の端部は前記−ｊ定面からの反射光 の少なくとも−ａｔ受けるように前記１ｉＫ対して離隔していることを特徴とす る請求ＯＩＩ囲第１項に記載の干渉針。 ５、前記光の情報波を前記第２の光フアイバ導波路の前記第２の端部から受する 検出手段を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の干渉針。 ６、光エネルギ源と、 長さが有限で第１の端部と第２のｍｓとを有し前記元エネルギ源からの光を前記 ［１ｑ）１１１１部から導入して前記第２の端部まで伝送しかつ前記第２のｌ１ １１ｓが光の少なくとも一部を前記第１の端ＩＩＫ向けて後方へ内面反射すると ともに前記光の残りを放射するようになっている第１の光フアイバ導波路と、 長さが有限で第１と第２の端部とを有する第２の光ファイバ導Ｓ！路とを備え、 前記第１と第２０党ファイバ導波路はそれぞれのコア間で所定の長さの部分に亘 ってエバネセント波結合が生ずるように並列して配設されてお夛、前記第１の光 ７アイバ０ＮＩＩＩＩ配第２のｇｍｓは前記放射光が前記一定面と衝突して反射 するように前記面に対して離隔しておｐｌ 前記橢定面からの反射光Ｏ少なくとも一部を前記第２の光フアイバ導波路の第１ の端部から導入して前記第２の光ファイバ導液路Ｏ前記第２の端部へ向けて伝送 し、前記第２０党ファイバの受性た信号かエバネセント波結合によ）結合する前 記第１０光フアイバの飾配内函反射信号と結合して光Ｏ情報ＩＩＩＬを形成しか つ腋光の情報波を前記＠２の光ファイバ導波路Ｏｍ記ｌＩ２０端郁に伝送するよ うに前記第２０党ファイバＯ帥記第１の地部は前記測定面に対して離隔している ことを１＃像とする橢定面の変位ｔｉｅ＋定するための干渉計。 ７、回向ＫＩＩＩして記載されかつＷＡＷＵに示されている過シの光フアイバ干 渉針。