JPS6135334A - 光共振器を具えたスペクトル変調方式センサーを使用する光学測定装置 - Google Patents
光共振器を具えたスペクトル変調方式センサーを使用する光学測定装置Info
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は種々の物理パラメータを検出して測定する光学
装置に関する。より詳しく述べると、本発明は、被測定
物理パラメータがセンサーの分光反射率及び／又は分光
透過率の変化を引き起こし、この変化によりかかるセン
サーからの出力光が被測定物理パラメータの関数として
スペクトル変調されるようなセンサーを具備する光学装
置に関する。
装置に関する。より詳しく述べると、本発明は、被測定
物理パラメータがセンサーの分光反射率及び／又は分光
透過率の変化を引き起こし、この変化によりかかるセン
サーからの出力光が被測定物理パラメータの関数として
スペクトル変調されるようなセンサーを具備する光学装
置に関する。
発明の概要
本発明の目的は、非限定例としての圧力、温度、ガス密
度及び種々の化学種などを列挙することのできる各種物
理パラメータを検出して測定する装置であって、安価で
安定性に冨み、信転性が高く、しかも正確な光学測定装
置を提供することにある。
度及び種々の化学種などを列挙することのできる各種物
理パラメータを検出して測定する装置であって、安価で
安定性に冨み、信転性が高く、しかも正確な光学測定装
置を提供することにある。
本発明のその上の目的は、装置の使用中に、光源の強度
変化、及び光ファイバーの屈曲や光コネクターの光損失
による透過光の強度変化の影響を受けないような装置を
提供することにある。
変化、及び光ファイバーの屈曲や光コネクターの光損失
による透過光の強度変化の影響を受けないような装置を
提供することにある。
本発明のその上の目的は、被測定物理バラメー夕を測定
してデジタルタイプ出力を生じる装置に比してより高い
分解能を得るため、被測定物理パラメータを測定すると
きアナログタイプ出力を生しるような装置を提供するこ
吉にある。
してデジタルタイプ出力を生じる装置に比してより高い
分解能を得るため、被測定物理パラメータを測定すると
きアナログタイプ出力を生しるような装置を提供するこ
吉にある。
本発明の別の目的は、被測定物理パラメータにより引き
起こされた、センサーの光共振器の反射率曲線及び／又
は透過率曲線上にとったマイクロセグメント（単数及び
複数）を利用して被測定物理パラメータを測定するよう
なスペクトル変調方式センサーを具備する装置を提供す
ることにある。
起こされた、センサーの光共振器の反射率曲線及び／又
は透過率曲線上にとったマイクロセグメント（単数及び
複数）を利用して被測定物理パラメータを測定するよう
なスペクトル変調方式センサーを具備する装置を提供す
ることにある。
本発明の別な目的は、長さが約１共振サイクルよりも短
かく、かつ約１共振サイクルよりも短かいマイクロシフ
トを生じるようなオペレーティングセグメントを利用す
ると共に、被測定物理パラメータの関心値の略全範囲に
わたって移動するオペレーティングセグメント（単数又
は複数）内に落ちる入力測定光の波長（単数又は複数）
を利用して被測定物理パラメータを正確に測定するよう
なスペクトル変調方式センサーを具備する装置を提供す
ることにある。
かく、かつ約１共振サイクルよりも短かいマイクロシフ
トを生じるようなオペレーティングセグメントを利用す
ると共に、被測定物理パラメータの関心値の略全範囲に
わたって移動するオペレーティングセグメント（単数又
は複数）内に落ちる入力測定光の波長（単数又は複数）
を利用して被測定物理パラメータを正確に測定するよう
なスペクトル変調方式センサーを具備する装置を提供す
ることにある。
本発明のその上の目的は、単一の光ファイバーの端面に
直接に取付けられる程小さく、従ってかかる光ファイバ
ーから放射された光を全て利用して感度を向上させるこ
とのできるようなスペクトル変調方式センサーを具備す
る装置を提供することにある。
直接に取付けられる程小さく、従ってかかる光ファイバ
ーから放射された光を全て利用して感度を向上させるこ
とのできるようなスペクトル変調方式センサーを具備す
る装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、人体の選択した血管中に容易に挿
入できる程充分に小さく、しかも人体に無毒をスペクト
ル変調方式センサーを具備する装置を提供することにあ
る。
入できる程充分に小さく、しかも人体に無毒をスペクト
ル変調方式センサーを具備する装置を提供することにあ
る。
本発明の別な目的は、装置のスペクトル変調方式センサ
ー中の光共振器の適当な設計により、出側定信号が検出
した物理パラメータ値の変化する方向に対し順と逆のど
ちらかの方向にも変化するようにした装置を提供するこ
とにある。
ー中の光共振器の適当な設計により、出側定信号が検出
した物理パラメータ値の変化する方向に対し順と逆のど
ちらかの方向にも変化するようにした装置を提供するこ
とにある。
基本実施態様において、本発明は光源と、光透ｉ５装置
と、光共振器を備えたスペクトル変調方式センサーと、
スペクトル変調方式センサーからの出力光を電気信号に
変換する装置とから構成される。
と、光共振器を備えたスペクトル変調方式センサーと、
スペクトル変調方式センサーからの出力光を電気信号に
変換する装置とから構成される。
光透過装置は入力光ファイバー、光ヒームスプリソター
、光フアイバーコネクター、センサー用光フアイバー、
及び出力光ファイバーから構成される。光ビームスプリ
ンターと光フアイバーコネクターは、センサー用光ファ
イバーを入力用及び出力用光ファイバーと光学的に結合
する。
、光フアイバーコネクター、センサー用光フアイバー、
及び出力光ファイバーから構成される。光ビームスプリ
ンターと光フアイバーコネクターは、センサー用光ファ
イバーを入力用及び出力用光ファイバーと光学的に結合
する。
光源を発した入力光は、順に入力光ファイバー、光フア
イバービームスプリンター、光フアイバーコネクター、
及びセンサー用光ファイバーを通ってスペクトル変調方
式センサーに入射する。スペクトル変調方式を出た出力
光は、順にセンサー用光フアイバー、光フアイバーコネ
クター、光ファイハービームスプリソター、及び出力光
ファイバーをｊｍって検出装置に達する。
イバービームスプリンター、光フアイバーコネクター、
及びセンサー用光ファイバーを通ってスペクトル変調方
式センサーに入射する。スペクトル変調方式を出た出力
光は、順にセンサー用光フアイバー、光フアイバーコネ
クター、光ファイハービームスプリソター、及び出力光
ファイバーをｊｍって検出装置に達する。
従って、単一の光ファイバー、つまりセンサー用光フア
イバーは入力光をスペクトル変調方式センサーへ伝送す
る役目とスペクトル変調方式センサーからの出力光を伝
送する役目の二段を演じる。
イバーは入力光をスペクトル変調方式センサーへ伝送す
る役目とスペクトル変調方式センサーからの出力光を伝
送する役目の二段を演じる。
この構成のため、光学測定装置は単純化されて、その・
す”イズとコストが低減されると共に、その信転性がス
ペクトル変調方式センサーへの入力光用と、スペクトル
変調方式センサーからの出力光用とに各１本として合計
２本の光ファイバーを使用する装置に比して向上する。
す”イズとコストが低減されると共に、その信転性がス
ペクトル変調方式センサーへの入力光用と、スペクトル
変調方式センサーからの出力光用とに各１本として合計
２本の光ファイバーを使用する装置に比して向上する。
既に述べたように、分光変調方式センサーは、その能動
素子として、光共振器を具備している。
素子として、光共振器を具備している。
本発明はかかる光共振器に特定な性質をもたせることに
よって異なる物理パラメータを検出することのできる、
幾つかの別な形のスペクトル変調方式センサーの使用を
企図するものである。
よって異なる物理パラメータを検出することのできる、
幾つかの別な形のスペクトル変調方式センサーの使用を
企図するものである。
一般に、光共振器は１対の離隔反射面を包含し、かかる
光共振器の反射率と透過率はその反射面間距離、その反
射面の光学的性質、及びその反射面間に介在する媒質の
屈折率などの感光物理特性の関数である。
光共振器の反射率と透過率はその反射面間距離、その反
射面の光学的性質、及びその反射面間に介在する媒質の
屈折率などの感光物理特性の関数である。
従って、特定のスペクトル変調方式センサーの光共振器
の少なくとも１つの感光物理特性が被測定物理パラメー
タにより変更されたとすると、かかるスペクトル変調方
式センサーにより反射及び／又は透過させられた光は被
測定物理パラメータの関数として変化する。従って、ス
ペクトル変調方式センサーの出力光は、かがるセンサー
の光共振器によって被測定物理パラメータの関数として
スペクトル変調されて被測定物理パラメータに関する情
報を含みもっことになる。
の少なくとも１つの感光物理特性が被測定物理パラメー
タにより変更されたとすると、かかるスペクトル変調方
式センサーにより反射及び／又は透過させられた光は被
測定物理パラメータの関数として変化する。従って、ス
ペクトル変調方式センサーの出力光は、かがるセンサー
の光共振器によって被測定物理パラメータの関数として
スペクトル変調されて被測定物理パラメータに関する情
報を含みもっことになる。
スペクトル変調方式センサーがらののスペクトル変調さ
れた出力光は、光検出器と増巾器を包含する検出装置に
よって出力電気信号に変換される。
れた出力光は、光検出器と増巾器を包含する検出装置に
よって出力電気信号に変換される。
光学測定装置が較正済みであるときに、出方電気信号は
被測定物理パラメータの値域内でかがる被測定物理パラ
メータの正確な決定値を与える。
被測定物理パラメータの値域内でかがる被測定物理パラ
メータの正確な決定値を与える。
しかしながら、いま述べたばがりの本発明の基本実施態
様は、光源の強度変化に起因して、はたまた光ファイバ
ーの屈曲や光コネクターの光損失による透過光の強度変
化に起因して生じる不正確さの影響を受けやすい。
様は、光源の強度変化に起因して、はたまた光ファイバ
ーの屈曲や光コネクターの光損失による透過光の強度変
化に起因して生じる不正確さの影響を受けやすい。
本発明の第２実施例では、上に述べた測定上の潜在的な
不正確さが排除される。以下に述べる変更を別にすれば
、第２実施例は上に述べた第１実施例と類似している。
不正確さが排除される。以下に述べる変更を別にすれば
、第２実施例は上に述べた第１実施例と類似している。
先ず、少なくとも２つの波長にわたって光を放出する光
源、または波長の成るバンドにわたって光を放出する光
源を選択するのであるが、たとえば、かかる光源を発光
ダイオード（ＬＥＤ）としてもよい。スペクトル変調方
式センサーを作動させると、その光共振器の分光反射率
及び／又は分光透過率は被測定物理パラメータの関数と
なるが、これは第１実施例で前に述べたところと同様で
ある。また、前の場合と同様に、スペクトル変調方式セ
ンサーの出力光は、かかるセンサーの光共振器により被
測定物理パラメータの関数としてスペクトル変調されて
被測定物理パラメータに関する情報を含みもつことにな
る。
源、または波長の成るバンドにわたって光を放出する光
源を選択するのであるが、たとえば、かかる光源を発光
ダイオード（ＬＥＤ）としてもよい。スペクトル変調方
式センサーを作動させると、その光共振器の分光反射率
及び／又は分光透過率は被測定物理パラメータの関数と
なるが、これは第１実施例で前に述べたところと同様で
ある。また、前の場合と同様に、スペクトル変調方式セ
ンサーの出力光は、かかるセンサーの光共振器により被
測定物理パラメータの関数としてスペクトル変調されて
被測定物理パラメータに関する情報を含みもつことにな
る。
しかしながら、スペクトル変調方式センサーのスペクト
ル変調された出力光は、検出装置において、波長に関し
て２つのスペクトル成分に分離されて、かかる２つの分
離成分がそれぞれの光検出器によって２つの電気信号に
変換され、次いでかかる２つの電気信号がそれぞれに増
巾される。最後に、割算器回路が上記２つの電気信号の
比をとって出力信刊を発生する。光学測定装置が較正済
みである時に、割算器回路からの出力信号は被測定物理
パラメータの値域内でかかる被測定物理パラメータの正
確な決定値を与える。
ル変調された出力光は、検出装置において、波長に関し
て２つのスペクトル成分に分離されて、かかる２つの分
離成分がそれぞれの光検出器によって２つの電気信号に
変換され、次いでかかる２つの電気信号がそれぞれに増
巾される。最後に、割算器回路が上記２つの電気信号の
比をとって出力信刊を発生する。光学測定装置が較正済
みである時に、割算器回路からの出力信号は被測定物理
パラメータの値域内でかかる被測定物理パラメータの正
確な決定値を与える。
上に述べた本発明の第２実施例が光源の強度変化に起因
して、はたまた光ファイバーの屈曲と光コネクターの光
損失とによる透過光の強度変化に起因して生しる測定上
の不正確さの影響を受けることがないという事実は重要
なことである。そのわけは、かかる変化が通常スペクト
ル変調方式センサーの出力光の２つのスペクトル成分に
等しい影響を及ぼすということによる。従って、スペク
トル変調方式センサーの出力光の２つのスペクトル成分
に対応する２つの電気信号が割算器回路中で割算される
とき、かかる変化は互に相殺されて割算器回路からの出
力信号には何の影響も及ぼさない。
して、はたまた光ファイバーの屈曲と光コネクターの光
損失とによる透過光の強度変化に起因して生しる測定上
の不正確さの影響を受けることがないという事実は重要
なことである。そのわけは、かかる変化が通常スペクト
ル変調方式センサーの出力光の２つのスペクトル成分に
等しい影響を及ぼすということによる。従って、スペク
トル変調方式センサーの出力光の２つのスペクトル成分
に対応する２つの電気信号が割算器回路中で割算される
とき、かかる変化は互に相殺されて割算器回路からの出
力信号には何の影響も及ぼさない。
以上述べたところは本発明の諸目的、諸特徴、諸利点、
及び諸特性のうちの幾つかを簡単に要約したものにすぎ
ず、その詳細な目録を作成することを意図したものでな
いが、そのわけは、本発明の属する技術分野に通暁して
いる者が本明細書に開示されているところをよく調べれ
ば容易に理解できる程度に本発明の上記並びにその上の
諸目的、諸特徴、諸利点、及び諸特性が明確かつ内在的
に本明細書中に開示されていると考えるからである。
及び諸特性のうちの幾つかを簡単に要約したものにすぎ
ず、その詳細な目録を作成することを意図したものでな
いが、そのわけは、本発明の属する技術分野に通暁して
いる者が本明細書に開示されているところをよく調べれ
ば容易に理解できる程度に本発明の上記並びにその上の
諸目的、諸特徴、諸利点、及び諸特性が明確かつ内在的
に本明細書中に開示されていると考えるからである。
好ましい実施例の説明
光学測定装置の第１の実施例
本発明の光学装置の第１の実施例を第１図に略図で示す
。光源１０は適当な測定用入射光を放射するため設けら
れているが、かかる入射光は単色光であってもよく、ま
た離散した２つ以上の、近接又は非近接の、波長の光で
あってもよい。光源１０はしては、レーザーやレーザー
ダイオードなどの少なくとも１つの単色光源、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）などの、２つ以上の波長から成る少な
くとも１つの光源及び／又は所望の入射光を生じる適当
な光学フィルターの中から選択したものが使用される。
。光源１０は適当な測定用入射光を放射するため設けら
れているが、かかる入射光は単色光であってもよく、ま
た離散した２つ以上の、近接又は非近接の、波長の光で
あってもよい。光源１０はしては、レーザーやレーザー
ダイオードなどの少なくとも１つの単色光源、発光ダイ
オード（ＬＥＤ）などの、２つ以上の波長から成る少な
くとも１つの光源及び／又は所望の入射光を生じる適当
な光学フィルターの中から選択したものが使用される。
説明を簡単にするため、非限定例として、８１０ｎｍの
光を放出するレーザーダイオードなどの単一の単色光源
１０について以下に論じる。
光を放出するレーザーダイオードなどの単一の単色光源
１０について以下に論じる。
光源ｌＯからの入射光は、入力光ファイバー１２、光ビ
ームスプリッタ−１８及び光フアイバーコネクタ２０を
経て、センサー用光ファイバー１４の中に進入する。
ームスプリッタ−１８及び光フアイバーコネクタ２０を
経て、センサー用光ファイバー１４の中に進入する。
光共振器２１を支持する適当な基板９を具備した適当な
光変調式センサー２２が光ファイバー１４に接続され、
光ファイバーから入射光を受ける。基板９には２つの目
的がある。第１に、基板９は、センサー用光ファイバー
１４の端面と光共振器２１との間に配設されたスペーサ
ーとしての作用を果たすことにより、光共振器２１の感
度を改善する。基板９は、センサー用光ファイバー１４
の直径に略等しい厚さを有していることが好ましい。基
板９を使用すると光共振器２１の感度が改善されるが、
その理由は、基板９を省略して°センサー２２をセンサ
ー用光ファイバー１４の端面に直接に固着した場合に比
して、比較的よりよくコリメートされた光がセンサー用
光ファイバー１４から光共振器２１に入射することにな
るからである。基板９を省略するとすれば、光共振器２
１はセンサー用光ファイバー１４の端面に直接に固着し
なければならなくなる。第２に、基板９はセンサー２２
の型造を容易にすると共に、光共振器２１をセンサー用
光ファイバー１４の端面に取付ける組立を容易にするが
、その理由は、後に明らかになるように、光共振器の厚
さは１ミクロン以下にずぎないからである。本実施例で
は、基板９は光共振器２１へ入射する測定光をスペクト
ル変調するのに何の役割も果たしていないが、そのよう
にすることも又可能である。
光変調式センサー２２が光ファイバー１４に接続され、
光ファイバーから入射光を受ける。基板９には２つの目
的がある。第１に、基板９は、センサー用光ファイバー
１４の端面と光共振器２１との間に配設されたスペーサ
ーとしての作用を果たすことにより、光共振器２１の感
度を改善する。基板９は、センサー用光ファイバー１４
の直径に略等しい厚さを有していることが好ましい。基
板９を使用すると光共振器２１の感度が改善されるが、
その理由は、基板９を省略して°センサー２２をセンサ
ー用光ファイバー１４の端面に直接に固着した場合に比
して、比較的よりよくコリメートされた光がセンサー用
光ファイバー１４から光共振器２１に入射することにな
るからである。基板９を省略するとすれば、光共振器２
１はセンサー用光ファイバー１４の端面に直接に固着し
なければならなくなる。第２に、基板９はセンサー２２
の型造を容易にすると共に、光共振器２１をセンサー用
光ファイバー１４の端面に取付ける組立を容易にするが
、その理由は、後に明らかになるように、光共振器の厚
さは１ミクロン以下にずぎないからである。本実施例で
は、基板９は光共振器２１へ入射する測定光をスペクト
ル変調するのに何の役割も果たしていないが、そのよう
にすることも又可能である。
光共振器２１は、一般に、１対の分離した反射面１３と
１５とを包含し、かかる反射面は光共振器２１の反射率
と透過率とを有している。この反射率と透過率とは、反
射面１３と１５の距離、反射面１３と１５の光学特性、
及び反射面１３と１５の間に介在させた媒質１７の屈折
率などの光共振器の感光物理特性の関数である。センサ
ー２２の出力光は、光共振器２１によりスペクトル変調
されて、光共振器２１の少なくとも１つの感光特性の関
数を生じる。
１５とを包含し、かかる反射面は光共振器２１の反射率
と透過率とを有している。この反射率と透過率とは、反
射面１３と１５の距離、反射面１３と１５の光学特性、
及び反射面１３と１５の間に介在させた媒質１７の屈折
率などの光共振器の感光物理特性の関数である。センサ
ー２２の出力光は、光共振器２１によりスペクトル変調
されて、光共振器２１の少なくとも１つの感光特性の関
数を生じる。
センサー２２からのスペクトル変調された出力光は、順
にセンサー用光フアイバーＩ４、光フアイバーコネクタ
２０、光ビームスプリッタ−１８を通って進み、出力光
ファイバー１６に達しここで光検出器３０と光結合され
る。
にセンサー用光フアイバーＩ４、光フアイバーコネクタ
２０、光ビームスプリッタ−１８を通って進み、出力光
ファイバー１６に達しここで光検出器３０と光結合され
る。
光検出器３０からの出力信号は、電気接続導線３２を介
して、増ｒｌ］器３４へ供給される。増巾器３４からの
増巾された出力信号は出力端子３６へ供給されて、被測
定物理パラメータの測定値を与える。
して、増ｒｌ］器３４へ供給される。増巾器３４からの
増巾された出力信号は出力端子３６へ供給されて、被測
定物理パラメータの測定値を与える。
光検出器３０及び増巾器３４用の適当な電源からの電力
が、電気接続導線３１と３３とを介して上記光検出器と
増１１器とに夫々供給される。部品素子３０乃至３６は
センサー２２からの出力光を有用な測定用電気信号に換
えてこの電気信号が出力端子３６で得られるようにする
検出装置を形成している。
が、電気接続導線３１と３３とを介して上記光検出器と
増１１器とに夫々供給される。部品素子３０乃至３６は
センサー２２からの出力光を有用な測定用電気信号に換
えてこの電気信号が出力端子３６で得られるようにする
検出装置を形成している。
光１ｌｊｉ１ｏと光検出器３０は、代表例においては、
適当なハウジング内に収容される共に、上記素子を比較
的一定な温度に維持して光学測定装置の安定性と精度向
上とを達成するための温度制御装置３８を具備している
。温度制御装置３８用の適当な電源からの電力は、電気
接続導線３９を介して、上記温度制御装置へ供給される
。非限定例として、この温度制御装置３８を、ｉｌ常の
室温を超える、たとえば、３７．８℃（１００°Ｆ）の
設定温度に上記素子を維持するサーモスタットによって
制御される抵抗加熱素子を包含するように構成すること
も可能である。
適当なハウジング内に収容される共に、上記素子を比較
的一定な温度に維持して光学測定装置の安定性と精度向
上とを達成するための温度制御装置３８を具備している
。温度制御装置３８用の適当な電源からの電力は、電気
接続導線３９を介して、上記温度制御装置へ供給される
。非限定例として、この温度制御装置３８を、ｉｌ常の
室温を超える、たとえば、３７．８℃（１００°Ｆ）の
設定温度に上記素子を維持するサーモスタットによって
制御される抵抗加熱素子を包含するように構成すること
も可能である。
光学測定装置の第１実施例に対する理論的考察本発明の
第１の実施例の一般的構成及び作動について述べたので
、その作動原理を以下に考察しよう。
第１の実施例の一般的構成及び作動について述べたので
、その作動原理を以下に考察しよう。
本発明の実施例装置の作動原理は、その装置の光共振器
２１の反射率曲線が入射光及び被測定物理パラメータに
応答して示す周期的な光学性質を利用するものであり、
本明細書で［マイクロシフ） （＋ａｉｃｒｏｓｈｉｆ
ｔ） Ｊと定義される上記応答曲線の微少変位が圧力、
温度、ガス密度、及び化学種などの種々の物理現象を検
出して測定するためにどろように使用されるかを知るこ
とにある。
２１の反射率曲線が入射光及び被測定物理パラメータに
応答して示す周期的な光学性質を利用するものであり、
本明細書で［マイクロシフ） （＋ａｉｃｒｏｓｈｉｆ
ｔ） Ｊと定義される上記応答曲線の微少変位が圧力、
温度、ガス密度、及び化学種などの種々の物理現象を検
出して測定するためにどろように使用されるかを知るこ
とにある。
非限定例として、最も単純な形の光共振器２１、すなわ
ち１対の分離した反射面１３と１５とから成る平行平面
形光共振器を取り上げると、かかる平行平面形光共振器
２１の反射率Ｒは、次の方程式で与えられることが知ら
れている。
ち１対の分離した反射面１３と１５とから成る平行平面
形光共振器を取り上げると、かかる平行平面形光共振器
２１の反射率Ｒは、次の方程式で与えられることが知ら
れている。
Ｒ＝ ｌ Ｓ” ／ （（１ｒ）２＋４ｒ２ｓｉｎ２
θ）ここに、５−（ｓ、 ・５２）０°５であり、
ｒ−（ｒ＋ ・ ｒｚ ）”５である。上式で、Ｓ、
、５２は夫々に反射面１３と１５の透過率であり、ｒｌ
、ｒ２は、平行平面形光共振器２１の内部から見た、反
射面１３と１５の反射率である。
θ）ここに、５−（ｓ、 ・５２）０°５であり、
ｒ−（ｒ＋ ・ ｒｚ ）”５である。上式で、Ｓ、
、５２は夫々に反射面１３と１５の透過率であり、ｒｌ
、ｒ２は、平行平面形光共振器２１の内部から見た、反
射面１３と１５の反射率である。
上の方程式の正弦項中の角度θは、次の式で与えられる
。
。
θ＝２πｎｔ ｃｏｓφ／λ十ｅ
ここに、
ｎ−反射面１３と１５の間に介在する媒質である水の屈
折率 を−反射面１３と１５の距離 φ−−射面１３による反射光と反射面 １５による反射光とがなす角度 λ−光光拡振器２１当たる入射光の波長、および ｅ−反射面１３と１５のどちらかの反射面から反射する
際に生しる任意の位 相変位 である。
折率 を−反射面１３と１５の距離 φ−−射面１３による反射光と反射面 １５による反射光とがなす角度 λ−光光拡振器２１当たる入射光の波長、および ｅ−反射面１３と１５のどちらかの反射面から反射する
際に生しる任意の位 相変位 である。
第２図について説明するに、同図には所定の１組の物理
特性を有する平行平面形光共振器２１の代表的な反射率
曲線４０が略図で示されている。
特性を有する平行平面形光共振器２１の代表的な反射率
曲線４０が略図で示されている。
ここで指摘しておきたいことは、この反射率曲線４０は
所定の１絹の物理特性を有する、平行平面形光共振器と
は異なる他の任意の形の光共振器２１を代表するもので
もあるということである。
所定の１絹の物理特性を有する、平行平面形光共振器と
は異なる他の任意の形の光共振器２１を代表するもので
もあるということである。
図から分かるように、平行平面形光共振器２１の反射率
Ｒはその共振器への入射光の波長の周期関数になってい
るが、これは光共振器に共通ずる１つの特性である。
Ｒはその共振器への入射光の波長の周期関数になってい
るが、これは光共振器に共通ずる１つの特性である。
上に記した方程式を調べれば分かるように、より一般的
に述べれば、平行平面形光共振器２１の反射率Ｒはパラ
メータのグループであるｎｔ ｃｏｓφ／λの周期関数
である。平行平面形光共振器２１に対して、最大反射率
が生じるのはｎｔ ｃｏｓφ／λ−（２ｍ＋１）／４の
所であり、最小反射率が生しるのはｎｔ ｃｏｓφ／λ
＝ｍ／２の所である。ここに、ｍはサイクル数であり、
零または正の整数である。」二に記した２つの式を調べ
ると分かるように、反射率Ｒの隣接する最大値と最小値
（また最小値と最大値）の間隔は、パラメータグループ
ｎｔ ｃｏｓφ／λの絶対値が上記最大値に対応する値
と上記最小値に対応する値との間で正確にＡだけ変化す
るようなものである。
に述べれば、平行平面形光共振器２１の反射率Ｒはパラ
メータのグループであるｎｔ ｃｏｓφ／λの周期関数
である。平行平面形光共振器２１に対して、最大反射率
が生じるのはｎｔ ｃｏｓφ／λ−（２ｍ＋１）／４の
所であり、最小反射率が生しるのはｎｔ ｃｏｓφ／λ
＝ｍ／２の所である。ここに、ｍはサイクル数であり、
零または正の整数である。」二に記した２つの式を調べ
ると分かるように、反射率Ｒの隣接する最大値と最小値
（また最小値と最大値）の間隔は、パラメータグループ
ｎｔ ｃｏｓφ／λの絶対値が上記最大値に対応する値
と上記最小値に対応する値との間で正確にＡだけ変化す
るようなものである。
パラメータグループｎｔ ｃｏｓφ／λが被測定物理パ
ラメータの変化に応答して変化するように平行平面形光
共振器２１を設計することにより、入射光の任意の選定
波長に対して、平行平面形光共振器２１が被測定物理パ
ラメータの関数として変化する反射率を示すようにする
ことができる。被測定物理パラメータを検出して測定す
るために、この変化する反射率を新規な方法で使用でき
るということが分かった。この点に関しては、後にいっ
そう詳細に説明する。
ラメータの変化に応答して変化するように平行平面形光
共振器２１を設計することにより、入射光の任意の選定
波長に対して、平行平面形光共振器２１が被測定物理パ
ラメータの関数として変化する反射率を示すようにする
ことができる。被測定物理パラメータを検出して測定す
るために、この変化する反射率を新規な方法で使用でき
るということが分かった。この点に関しては、後にいっ
そう詳細に説明する。
平行平面形光共振器２１の感光特性、すなわち共振器の
屈折率ｎ、その反射面間の距離ｔ、光の屈折角φ、及び
／又は位相変位ｅなどの何れかを被測定物理パラメータ
の関数として変化するようにすることができれば、かか
る被測定物理パラメータの変化に応してパラメータグル
ープｎｔ ｃｏｓψ／λが変化するようにすることが可
能である。一般的に言って、平行平面形光共振器２１の
い感光物理特性とは、かかる光振器の反射率が被測定物
理パラメータの関数として変化するような、光共振器の
物理特性の全てを謂う。
屈折率ｎ、その反射面間の距離ｔ、光の屈折角φ、及び
／又は位相変位ｅなどの何れかを被測定物理パラメータ
の関数として変化するようにすることができれば、かか
る被測定物理パラメータの変化に応してパラメータグル
ープｎｔ ｃｏｓψ／λが変化するようにすることが可
能である。一般的に言って、平行平面形光共振器２１の
い感光物理特性とは、かかる光振器の反射率が被測定物
理パラメータの関数として変化するような、光共振器の
物理特性の全てを謂う。
平行平面形光共振器２１に関してこれまで言及してきた
ことは、平行平面形光共振器ではない他の全ての形の光
共振器２１に対してもそのまま当てはまる。以下に言及
することは、共振器が平行平面形であろうと、なかろう
と、全ての形の光共振器に対してそのまま当てはまる。
ことは、平行平面形光共振器ではない他の全ての形の光
共振器２１に対してもそのまま当てはまる。以下に言及
することは、共振器が平行平面形であろうと、なかろう
と、全ての形の光共振器に対してそのまま当てはまる。
少なくとも１つの感光物理特性が被測定物理パラメータ
の関数として変化するようなスペクトル変調方式センサ
ーであって、異なる光共振器２１を具備する別のスペク
トル変調方式センサーについては、非限定例として、次
節で説明する。
の関数として変化するようなスペクトル変調方式センサ
ーであって、異なる光共振器２１を具備する別のスペク
トル変調方式センサーについては、非限定例として、次
節で説明する。
第３図を参照して説明するに、同図には反射率曲線の拡
大部分が示されている。第３図は、また非限定例として
、同図に示す反射率曲線４０に対応する特定の光共振器
２１の感光物理特性の何れかが変化した時かかる変化が
この反射率曲線４０に及ばず作用を示している。
大部分が示されている。第３図は、また非限定例として
、同図に示す反射率曲線４０に対応する特定の光共振器
２１の感光物理特性の何れかが変化した時かかる変化が
この反射率曲線４０に及ばず作用を示している。
非限定例として、第８図に示すセンサー２２Ａの光弁Ｊ
Ｊｉ器２１ Ａについて説明するに、この例の場合は感
光物理特性が上記光共振器の空洞２６の底面反射面とこ
の光共振器のカバー２８の内面２９との間の距離である
。議論を続けるに当たり、第３図に示す反射率曲線４０
は光共振器２１Ａに対する反射率曲線でもあるものとす
る。
Ｊｉ器２１ Ａについて説明するに、この例の場合は感
光物理特性が上記光共振器の空洞２６の底面反射面とこ
の光共振器のカバー２８の内面２９との間の距離である
。議論を続けるに当たり、第３図に示す反射率曲線４０
は光共振器２１Ａに対する反射率曲線でもあるものとす
る。
第３図において、光共振器２１Ａの反射率曲線４０は、
その反射面２７．２９の距離が減少する時この曲線が光
源１０からの入射光の任意特定の選定波長Ｌ＋に関して
左側へ移動して反射率曲線４０′となり、また反射面２
７．２９の距離が増加する時この曲線がＬ＋に関して右
側へ移動して反射率曲線４０″となるように図示されて
いる。
その反射面２７．２９の距離が減少する時この曲線が光
源１０からの入射光の任意特定の選定波長Ｌ＋に関して
左側へ移動して反射率曲線４０′となり、また反射面２
７．２９の距離が増加する時この曲線がＬ＋に関して右
側へ移動して反射率曲線４０″となるように図示されて
いる。
ここに注意しておきたいことは、後にセンサー２２Ａと
その光共振器２１Ａについていっそう詳細に論じるよう
に、この光共振器の反射面で２７．２９が作動中平行で
ないことから、第３図は実際の効果を略図で示している
にすぎないということである。加えて、反射率曲線４０
が左へ移動するにつれてこの曲線のサイクルの各サイク
ルのハンド幅は減少する一方、反射率曲線が右へ移動す
るにつれてこの曲線のサイクルの各サイクルのバンド幅
は増加する。
その光共振器２１Ａについていっそう詳細に論じるよう
に、この光共振器の反射面で２７．２９が作動中平行で
ないことから、第３図は実際の効果を略図で示している
にすぎないということである。加えて、反射率曲線４０
が左へ移動するにつれてこの曲線のサイクルの各サイク
ルのハンド幅は減少する一方、反射率曲線が右へ移動す
るにつれてこの曲線のサイクルの各サイクルのバンド幅
は増加する。
しかしながら、一般に、どんな種類の光共振器の反射率
曲線も、かかる共振器の任意な感光物理特性の関数とし
て、選定波長し、に関して左及び／又は右へ移動するも
のであり、かかる移動を本明細書では「マイクロシフト
（ｍｉｃｒｏｓｈｉｆｔ） Ｊと呼ぶ。任意特定の光共
振器２１の「感光物理特性」とは、その光共振器の具備
する物理特性であって、かかるマイクロシフトを被測定
物理パラメータの関数として生じさせるような全ての物
理特性のことを謂うものと定義する。任意特定の光共振
器２１の反射率曲線の「共振サイクル」とは、かかる共
振器の反射率曲線にそった完結する１サイクルのことを
謂うものと定義する。共振サイクルは光共振器の反射率
曲線上のどこからでも開始させることができるため、か
かる光共振器の反射率曲線にそった複数個のかかる共振
サイクルが存在することは言うまでもない。
曲線も、かかる共振器の任意な感光物理特性の関数とし
て、選定波長し、に関して左及び／又は右へ移動するも
のであり、かかる移動を本明細書では「マイクロシフト
（ｍｉｃｒｏｓｈｉｆｔ） Ｊと呼ぶ。任意特定の光共
振器２１の「感光物理特性」とは、その光共振器の具備
する物理特性であって、かかるマイクロシフトを被測定
物理パラメータの関数として生じさせるような全ての物
理特性のことを謂うものと定義する。任意特定の光共振
器２１の反射率曲線の「共振サイクル」とは、かかる共
振器の反射率曲線にそった完結する１サイクルのことを
謂うものと定義する。共振サイクルは光共振器の反射率
曲線上のどこからでも開始させることができるため、か
かる光共振器の反射率曲線にそった複数個のかかる共振
サイクルが存在することは言うまでもない。
非限定例を挙げれば、任意の光共振器２１の反射率曲線
にそった共振サイクルは、第３図に示すように、ＡＢで
ある。
にそった共振サイクルは、第３図に示すように、ＡＢで
ある。
特定の光共振器２１０反射率曲線のオペレーティングセ
グメント（単数及び複数）を使用することにより、ここ
に「オペレーティングセグメント（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｓｅｇｍｅｎｔ ） Ｊなる語を約１共振サイクルよ
りも長さの短かい反射率曲線の任意部分と定義するが、
しかもこれ又約１共振サイクルよりも長さの短かい、オ
ペレーティングセグメントのマイクロシフトを使用する
ことによって被測定物理パラメータを正確に測定できる
ということ判明した。任意特定の光共振器２１の反射率
曲線は周期的に繰り返されるので、複数個のかかるオペ
レーティングセグメントが上記反射率曲線にそって存在
する。
グメント（単数及び複数）を使用することにより、ここ
に「オペレーティングセグメント（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｓｅｇｍｅｎｔ ） Ｊなる語を約１共振サイクルよ
りも長さの短かい反射率曲線の任意部分と定義するが、
しかもこれ又約１共振サイクルよりも長さの短かい、オ
ペレーティングセグメントのマイクロシフトを使用する
ことによって被測定物理パラメータを正確に測定できる
ということ判明した。任意特定の光共振器２１の反射率
曲線は周期的に繰り返されるので、複数個のかかるオペ
レーティングセグメントが上記反射率曲線にそって存在
する。
非限定例を挙げれば、第３図の反射率曲線４０のオペレ
ーティングセグメントがＡ ” Ｂ″であったとすれば
、かかるオペレーティングセグメントはその長さは１共
振サイクルであることは言うまでもない。さらに、被測
定物理パラメータの変化に応じてオペレーティングセグ
メントＡ ” Ｂ“が左側へマイクロシフトされて点Ｂ
“が波長Ｌ３と交差する位置に到達したとすれば、オペ
レーティングセグメントＡ＃Ｂ“のマイクロシフトの長
さは１共振サイクルとなる。
ーティングセグメントがＡ ” Ｂ″であったとすれば
、かかるオペレーティングセグメントはその長さは１共
振サイクルであることは言うまでもない。さらに、被測
定物理パラメータの変化に応じてオペレーティングセグ
メントＡ ” Ｂ“が左側へマイクロシフトされて点Ｂ
“が波長Ｌ３と交差する位置に到達したとすれば、オペ
レーティングセグメントＡ＃Ｂ“のマイクロシフトの長
さは１共振サイクルとなる。
光学測定装置の第１実施例に関する、その上の非限定例
として、たとえばＬ＋の波長をもつ単色の入射光を放射
する光源１０で、光共振器２１を駆動する場合を選択し
て論じることにしよう。センサー２２の光共振器２１の
任意の感光物理特性が被測定物理パラメータにより変更
されたとしても、波長Ｌｌの変わることのないことは言
うまでもない。さらに、ＡＣを光共振器２１の共振曲線
４０のオペレーティングセグメントに選択することにし
よう（第３図参照）。
として、たとえばＬ＋の波長をもつ単色の入射光を放射
する光源１０で、光共振器２１を駆動する場合を選択し
て論じることにしよう。センサー２２の光共振器２１の
任意の感光物理特性が被測定物理パラメータにより変更
されたとしても、波長Ｌｌの変わることのないことは言
うまでもない。さらに、ＡＣを光共振器２１の共振曲線
４０のオペレーティングセグメントに選択することにし
よう（第３図参照）。
第３図を見れば分かるように、センサー２２の光共振器
２１の少なくとも１つの感光物理特性が被測定物理パラ
メータの変化によって変えられる時、センサー２２へ入
射する波長Ｌｌの所定強度の光に対し、センサー２２の
光共振器２１から出る出力光の、波長り、における強度
は光共振器２１のかかる感光物理特性が変えられない場
合に比べれば異なるものとなる。この理由は、被測定物
理パラメータの変化に応じて光共振器２１のオペレーテ
ィングセグメントＡＣが左側及び／又は右側へマイクロ
シフトしてＡ’Ｃ’及びＡ″Ｃ″となったことに因る。
２１の少なくとも１つの感光物理特性が被測定物理パラ
メータの変化によって変えられる時、センサー２２へ入
射する波長Ｌｌの所定強度の光に対し、センサー２２の
光共振器２１から出る出力光の、波長り、における強度
は光共振器２１のかかる感光物理特性が変えられない場
合に比べれば異なるものとなる。この理由は、被測定物
理パラメータの変化に応じて光共振器２１のオペレーテ
ィングセグメントＡＣが左側及び／又は右側へマイクロ
シフトしてＡ’Ｃ’及びＡ″Ｃ″となったことに因る。
従って、センサー２２は、その光共振器２１が波長Ｌ＋
のその入力光を被測定物理パラメータの関数として変調
して被測定物理パラメータに関する情報を含みもつ、波
長Ｌｌの変調出力光を生しるようなスペクトル変調方式
センサーである。この情報Ｇま既に述べたように、光検
出器３０と増ｌ］器３４により上記情報を含みもつ電気
出力測定信号に変換される。
のその入力光を被測定物理パラメータの関数として変調
して被測定物理パラメータに関する情報を含みもつ、波
長Ｌｌの変調出力光を生しるようなスペクトル変調方式
センサーである。この情報Ｇま既に述べたように、光検
出器３０と増ｌ］器３４により上記情報を含みもつ電気
出力測定信号に変換される。
言うまでもないことであるが、本明細書では「入力測定
光（ｉｎｐｕｔ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｌｉｇｈｔ ）
Ｊと呼ぶ、被測定物理パラメータの実際の測定に使用
される、光源からの入力光の、たとえば波長Ｌｌのよう
な波長（単数及び複数）、及び／又は共振器の物理特性
は、入力測定光のかかる波長（単数又は複数）が、被測
定物理パラメータの所望作動値域にわたって、たとえば
ＡＣのような、反射率曲線の所望オペレーティングセグ
メント内に少なくとも実質的には落ちるように選択され
る。従って、第３図に示すように、被測定物理パラメー
タの変化に応じてマイクロセグメントＡＣが光検出器２
１によりマイクロシフトされてＡ’Ｃ’及び／又はＡ″
Ｃ″になったとしても、波長り、はオペレーティングセ
グメントＡＣ内に止まっていてこれから外に出ることが
ない。
光（ｉｎｐｕｔ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｌｉｇｈｔ ）
Ｊと呼ぶ、被測定物理パラメータの実際の測定に使用
される、光源からの入力光の、たとえば波長Ｌｌのよう
な波長（単数及び複数）、及び／又は共振器の物理特性
は、入力測定光のかかる波長（単数又は複数）が、被測
定物理パラメータの所望作動値域にわたって、たとえば
ＡＣのような、反射率曲線の所望オペレーティングセグ
メント内に少なくとも実質的には落ちるように選択され
る。従って、第３図に示すように、被測定物理パラメー
タの変化に応じてマイクロセグメントＡＣが光検出器２
１によりマイクロシフトされてＡ’Ｃ’及び／又はＡ″
Ｃ″になったとしても、波長り、はオペレーティングセ
グメントＡＣ内に止まっていてこれから外に出ることが
ない。
光共振器の感光物理特性（単数又は複数）の適当な選択
及び／又は入力測定光の波長（単数又は複数）の適当な
選択などにより光共振器２■のオペレーティングセグメ
ントを適当に選択することによって、光測定装置１の出
力信号を被測定物理パラメータの変化する方向に対して
順と逆のどちらの方向にも変化するようにするごとが可
能である。出力測定信号を順方向よりはむしろ逆方向に
変えるようにすることは、たとえば、正の勾配よりはむ
しろ負の勾配を有するオペレーティングセグメントを使
用して実現可能である。
及び／又は入力測定光の波長（単数又は複数）の適当な
選択などにより光共振器２■のオペレーティングセグメ
ントを適当に選択することによって、光測定装置１の出
力信号を被測定物理パラメータの変化する方向に対して
順と逆のどちらの方向にも変化するようにするごとが可
能である。出力測定信号を順方向よりはむしろ逆方向に
変えるようにすることは、たとえば、正の勾配よりはむ
しろ負の勾配を有するオペレーティングセグメントを使
用して実現可能である。
感度を増大するため及び／又は光共振器２１の測定する
ことのできる被測定物理パラメータの可能値域を拡大す
るため、オペレーティングセグメントのマイクロシフト
に起因する光共振器２１の出力光の変化が、被測定物理
パラメータの興味値域にわたって最大となるように光共
振器２１を設定するのが望ましい。これは、光共振器２
１から被測定物理パラメータの興味値域にわたって不明
瞭でないスペクトル変調された出力光を生じる最大長の
オペレーティングセグメントが得られるように、たとえ
ば、光共振器２１の適当な設計により、光共振器の特定
のオペレーティングセグメントを適当に選択することに
より、及び／又は入力測定光の波長（単数又は複数）及
び／又は振巾（単数又は複数）の適当な選択により達成
される。
ことのできる被測定物理パラメータの可能値域を拡大す
るため、オペレーティングセグメントのマイクロシフト
に起因する光共振器２１の出力光の変化が、被測定物理
パラメータの興味値域にわたって最大となるように光共
振器２１を設定するのが望ましい。これは、光共振器２
１から被測定物理パラメータの興味値域にわたって不明
瞭でないスペクトル変調された出力光を生じる最大長の
オペレーティングセグメントが得られるように、たとえ
ば、光共振器２１の適当な設計により、光共振器の特定
のオペレーティングセグメントを適当に選択することに
より、及び／又は入力測定光の波長（単数又は複数）及
び／又は振巾（単数又は複数）の適当な選択により達成
される。
非限定例として説明するに、単色入力測定光の波長がり
、の場合、光共振器２１の出力光の変化が最大になるの
は、光共振器２１のオペレーティングセグメントＡＣが
、第３図に示すように、光共振器２１の反射率曲線の最
大値と最小値（又は最小値と最大値）の間に延びている
ときで、しかも光共振器２１のオペレーティングセグメ
ントＡＣが左及び／又は右へ充分にマイクロシフトされ
て、オペレーティングセグメントＡＣの各点が入力測光
の波長り、と交差するように、換言すれば、かかるオペ
レーティングセグメント半共振サイクルの半分の長さを
マイクロシフトされるように光共振器が被測定物理パラ
メータによりその興味値域にわたって駆動されるときで
ある。
、の場合、光共振器２１の出力光の変化が最大になるの
は、光共振器２１のオペレーティングセグメントＡＣが
、第３図に示すように、光共振器２１の反射率曲線の最
大値と最小値（又は最小値と最大値）の間に延びている
ときで、しかも光共振器２１のオペレーティングセグメ
ントＡＣが左及び／又は右へ充分にマイクロシフトされ
て、オペレーティングセグメントＡＣの各点が入力測光
の波長り、と交差するように、換言すれば、かかるオペ
レーティングセグメント半共振サイクルの半分の長さを
マイクロシフトされるように光共振器が被測定物理パラ
メータによりその興味値域にわたって駆動されるときで
ある。
任意特定の光共振器２１の反射率曲線のオペレーティン
グセグメント（単数又は複数）であって、光共振器２１
からそのオペレーティングセグメントのマイクロシフト
に起因して、入力測定光の波長（単数又は複数）におい
て、出力光の最大可能な変化を生じるオペレーティング
セグメントは、入力測定光の周波数及び／又は振幅スペ
クトル（単数又は複数）に応じて変化するはずであるが
、他方オペレーティングセグメントの特定な直線部分を
使用するなどして光共振器２１からの出力光の直線性を
改善するためかかるオペレーティングセグメント（単数
又は複数）の部分のみを利用するのが望ましいこともあ
ろう。
グセグメント（単数又は複数）であって、光共振器２１
からそのオペレーティングセグメントのマイクロシフト
に起因して、入力測定光の波長（単数又は複数）におい
て、出力光の最大可能な変化を生じるオペレーティング
セグメントは、入力測定光の周波数及び／又は振幅スペ
クトル（単数又は複数）に応じて変化するはずであるが
、他方オペレーティングセグメントの特定な直線部分を
使用するなどして光共振器２１からの出力光の直線性を
改善するためかかるオペレーティングセグメント（単数
又は複数）の部分のみを利用するのが望ましいこともあ
ろう。
当然のことであるが、光共振器２１のスペクトル変調さ
れた出力信号が被測定物理パラメータとその興味値域に
わたって唯一の１対１の対応関係をもたないようにかか
る光共振器２１が被測定パラメータにより駆動されるも
のとすれば、出力信号は明瞭でない情報を与えることに
なろう。非限定例について説明するに、単色入力測定光
の波長がＬｌの場合、このような状況は光共振器２１の
オペレーティングセグメントＡＣが波長Ｌ１と交差しな
くなるようにかかる光共振器２１が被測定物理パラメー
タによって左及び／又は右へマイクロシフトされるよう
に駆動される時に生じる。
れた出力信号が被測定物理パラメータとその興味値域に
わたって唯一の１対１の対応関係をもたないようにかか
る光共振器２１が被測定パラメータにより駆動されるも
のとすれば、出力信号は明瞭でない情報を与えることに
なろう。非限定例について説明するに、単色入力測定光
の波長がＬｌの場合、このような状況は光共振器２１の
オペレーティングセグメントＡＣが波長Ｌ１と交差しな
くなるようにかかる光共振器２１が被測定物理パラメー
タによって左及び／又は右へマイクロシフトされるよう
に駆動される時に生じる。
一般に、光共振器２１からのスペクトル変調された出力
光が所望の１対１の対応関係をもっていないことが判明
した時は、異なる波長（単数又は複数）及び／又は振幅
（単数又は複数）を有する入力光を選択すること、異な
る物理構造の光共振器２１を選択すること及び／又は所
望の唯一の１対１の対応関係が得られるまで光共振器２
１の反射率曲線のオペレーティングセグメント（単数又
は複数）を種々に選択することがこの問題の解決になる
。さらに、光共振器２１の正しい較正、及び／又は被測
定物理パラメータの測定時にかかる光共振器をその所望
値域にのみわたって使用することが上記問題の解決の助
けとなろう。
光が所望の１対１の対応関係をもっていないことが判明
した時は、異なる波長（単数又は複数）及び／又は振幅
（単数又は複数）を有する入力光を選択すること、異な
る物理構造の光共振器２１を選択すること及び／又は所
望の唯一の１対１の対応関係が得られるまで光共振器２
１の反射率曲線のオペレーティングセグメント（単数又
は複数）を種々に選択することがこの問題の解決になる
。さらに、光共振器２１の正しい較正、及び／又は被測
定物理パラメータの測定時にかかる光共振器をその所望
値域にのみわたって使用することが上記問題の解決の助
けとなろう。
感度を向上させるためには、第３図に示すＡＣ間の距離
のような、光共振器２１の最大反射率と最小反射率（又
は、逆にして最小反射率と最大反射率）の差を増してや
ることがまた望ましい。こうするには、光共振器の少な
くとも１つの反射面を、たとえば１００人乃至２００人
の厚さのルチル（Ｔｉ０２）、二酸化チタン、立方晶形
の酸化ジルコニウム、又はシリコンなどの表面反射率を
増大させる透明な高屈折率媒質で被覆する。
のような、光共振器２１の最大反射率と最小反射率（又
は、逆にして最小反射率と最大反射率）の差を増してや
ることがまた望ましい。こうするには、光共振器の少な
くとも１つの反射面を、たとえば１００人乃至２００人
の厚さのルチル（Ｔｉ０２）、二酸化チタン、立方晶形
の酸化ジルコニウム、又はシリコンなどの表面反射率を
増大させる透明な高屈折率媒質で被覆する。
光学測定装置の第２実施例
光学測定装置の第２実施例を第４図に略図で示す。
第１図と第４図とに夫々示す光学測定装置の第１と第２
実施例は、以下に論じる相違を別にすれば、理論、構造
、用法及び他の全ての点で同一のものである。従って、
対応関係を明らかにするため、第１図の第１実施例の成
る部分に付したものと同一の参照数字が第４図の第２実
施例の対応ずる部分に付しである。
実施例は、以下に論じる相違を別にすれば、理論、構造
、用法及び他の全ての点で同一のものである。従って、
対応関係を明らかにするため、第１図の第１実施例の成
る部分に付したものと同一の参照数字が第４図の第２実
施例の対応ずる部分に付しである。
さて、この相違について説明するに、光源４Ｂは少なく
とも２つの光波長を生じるように選択されていて、非限
定例として挙げるならば、かかる光源はモートローラ社
（Ｍｏｔｏｒｏｌａ Ｃｏ、）の製造の部品＃ＭＦＯＲ
１２０２などの、約８１０ｒ＋ｎ＋に中心を有する光波
長（単数及び複数）から成るバンド光を放射する発光ダ
イオード（Ｌ ＥＤ）であってもよい。光１ｆｆ１４Ｂ
用の電力は、任意適当な電源から電気接続導線４９を経
て供給される。
とも２つの光波長を生じるように選択されていて、非限
定例として挙げるならば、かかる光源はモートローラ社
（Ｍｏｔｏｒｏｌａ Ｃｏ、）の製造の部品＃ＭＦＯＲ
１２０２などの、約８１０ｒ＋ｎ＋に中心を有する光波
長（単数及び複数）から成るバンド光を放射する発光ダ
イオード（Ｌ ＥＤ）であってもよい。光１ｆｆ１４Ｂ
用の電力は、任意適当な電源から電気接続導線４９を経
て供給される。
出力光ファイバー１６からのスペクトル変調された出力
光はビームスプリッタ−５０の上に入射し、このビーム
スプリッタ−は入射光を２本の出力光ビームに分割する
。
光はビームスプリッタ−５０の上に入射し、このビーム
スプリッタ−は入射光を２本の出力光ビームに分割する
。
ビームスプリッタ−５０からの第１の出力光ビームは、
成る所与の、予め選んでおいた波長よりも短かい波長を
有する光だけをかなりの程度に通ず短波長域透過光学フ
ィルター５２をｉｌ！！遇する。
成る所与の、予め選んでおいた波長よりも短かい波長を
有する光だけをかなりの程度に通ず短波長域透過光学フ
ィルター５２をｉｌ！！遇する。
フィルター５２を出た短波長の出力光から成るバンド光
は光検出器５４により第１の電気信号へ変換され、つい
でこの出力信号は増１１のため電気接続導線５８を経て
増巾器５６へ伝送される。上記予め選んでおいた波長は
、非限定例として述べるならば、上述の特定の発光ダイ
オードの発する８１０ｎｍの波長などの、高輝度光源４
８からの放射光の波長と、してもよい。
は光検出器５４により第１の電気信号へ変換され、つい
でこの出力信号は増１１のため電気接続導線５８を経て
増巾器５６へ伝送される。上記予め選んでおいた波長は
、非限定例として述べるならば、上述の特定の発光ダイ
オードの発する８１０ｎｍの波長などの、高輝度光源４
８からの放射光の波長と、してもよい。
ビームスプリッタ−５０からの第２の出力光ビームは、
上記所与の、予め選んでおいた波長よりも長い波長を有
する光だけをかなりの程度に通ず長波長域透過光学フィ
ルター６０を通過する。フィルター６０を出た長波長の
出力光から成るバンド光は光検出器６２により第２の電
気信号へ変換され、ついでこの出力信号は増巾のため電
気接続導線６４を経て増巾器６６へ伝送される。増巾器
５６及び６６はそれぞれの信号を同程度に増巾するよう
にすることが好ましい。
上記所与の、予め選んでおいた波長よりも長い波長を有
する光だけをかなりの程度に通ず長波長域透過光学フィ
ルター６０を通過する。フィルター６０を出た長波長の
出力光から成るバンド光は光検出器６２により第２の電
気信号へ変換され、ついでこの出力信号は増巾のため電
気接続導線６４を経て増巾器６６へ伝送される。増巾器
５６及び６６はそれぞれの信号を同程度に増巾するよう
にすることが好ましい。
増巾器５６．６６で増巾された第１と第２の電気信号は
、電気接続導線７０．７２により、割算器回路６８へ伝
送される。割算器回路６８は上記第１と第２の信号の比
をとり、電気接続導線７４へ伝送される出力測定信号を
生じる。この出力測定信号は、被測定物理バラン〜りに
関する情報を含みもつ。
、電気接続導線７０．７２により、割算器回路６８へ伝
送される。割算器回路６８は上記第１と第２の信号の比
をとり、電気接続導線７４へ伝送される出力測定信号を
生じる。この出力測定信号は、被測定物理バラン〜りに
関する情報を含みもつ。
既に述べたように、光源４８の強度の変化、光ファイバ
ー１２．１４．１６の屈曲による透光強度の変化、及び
光コネクタ−２０中での光損失による透光強度の変化は
、出力測定信号の不正確さを招くことがある。しかしな
がら、ここで指摘しておきたいことは、光学フィルター
５２を出た上記短波長出力光のハンド光と光学フィルタ
ー６０を出た上記長波長出力光のバンド光とは上記変化
により共に等しい作用を受けるということである。
ー１２．１４．１６の屈曲による透光強度の変化、及び
光コネクタ−２０中での光損失による透光強度の変化は
、出力測定信号の不正確さを招くことがある。しかしな
がら、ここで指摘しておきたいことは、光学フィルター
５２を出た上記短波長出力光のハンド光と光学フィルタ
ー６０を出た上記長波長出力光のバンド光とは上記変化
により共に等しい作用を受けるということである。
従って、ビームスプリッタ−を出て夫々に増巾された第
１の電気信号と第２の電気信号が割算器回路６８で割算
されるとき、かかる変化は互に相殺されて割算器回路６
８からの出力測定信号には何の作用も及ぼさない。２つ
の信号をこのように割算することは、比率測定による信
号処理技術として周知の技術である。
１の電気信号と第２の電気信号が割算器回路６８で割算
されるとき、かかる変化は互に相殺されて割算器回路６
８からの出力測定信号には何の作用も及ぼさない。２つ
の信号をこのように割算することは、比率測定による信
号処理技術として周知の技術である。
上に論じた構成の装置は最大の感度を有する光学測定装
置が提供されるという点で好ましいけれども、フィルタ
ー５２又はフィルター６０を除去してもなお上に論じた
出力測定信号の不正確さをなくすことが可能である。短
波長域透過フィルター５２を除去したとすると、割算器
回路６８は増巾器５６の出力信号と増ｌ］器６６の出力
信号の比をとるわけであるが、この比はビームスプリッ
タ−５０から光検出器５４に入射する全出力光のバンド
光と長波長域透過フィルター６０を通過した長波長出力
光のバンド光との比に対応する。長波長域透過フィルタ
ー６０を除去したとすると、割算器回路６８は増巾器５
６の出力信号と増巾器６６の出力信号の比をとるわけで
あるが、この比は短波長域透過フィルター５２を通過し
た短波長出力光のバンド光とビームスプリッタ−５０か
ら光検出器６２に入射する全出力光のバンド光との比に
対応する。どちらの場合にも、かかる不正確さは又して
も割算器回路６８中で上述のようにして互に相殺される
ことになるが、これは光ファイバー１６を出た出力光の
全ての部分がかかる不正確さによって及ぼされる等しい
作用を受けることによる。
置が提供されるという点で好ましいけれども、フィルタ
ー５２又はフィルター６０を除去してもなお上に論じた
出力測定信号の不正確さをなくすことが可能である。短
波長域透過フィルター５２を除去したとすると、割算器
回路６８は増巾器５６の出力信号と増ｌ］器６６の出力
信号の比をとるわけであるが、この比はビームスプリッ
タ−５０から光検出器５４に入射する全出力光のバンド
光と長波長域透過フィルター６０を通過した長波長出力
光のバンド光との比に対応する。長波長域透過フィルタ
ー６０を除去したとすると、割算器回路６８は増巾器５
６の出力信号と増巾器６６の出力信号の比をとるわけで
あるが、この比は短波長域透過フィルター５２を通過し
た短波長出力光のバンド光とビームスプリッタ−５０か
ら光検出器６２に入射する全出力光のバンド光との比に
対応する。どちらの場合にも、かかる不正確さは又して
も割算器回路６８中で上述のようにして互に相殺される
ことになるが、これは光ファイバー１６を出た出力光の
全ての部分がかかる不正確さによって及ぼされる等しい
作用を受けることによる。
従って、割算器回路６８に、光ファイバー１６から出た
出力光の任意２つの異なる部分に対応する電気信号の比
をとらせることによって、上記部分の１つが出力光ファ
イバー１６からの全出力光であったとしても、上に論じ
た出力測定信号の不正確さをなくすることは、本発明の
範囲に属することである。
出力光の任意２つの異なる部分に対応する電気信号の比
をとらせることによって、上記部分の１つが出力光ファ
イバー１６からの全出力光であったとしても、上に論じ
た出力測定信号の不正確さをなくすることは、本発明の
範囲に属することである。
光検出器５４．６２、増巾器５６．６６及び割算器回路
６８への電力は、適当な電源により、電気接Ｖｆ、導線
７６．７８．８０．８２．８４を夫々に介して供給され
る。
６８への電力は、適当な電源により、電気接Ｖｆ、導線
７６．７８．８０．８２．８４を夫々に介して供給され
る。
部品５０″乃至８４は、センサー２２の光変調方式共振
器２１の出力光を、電気接続導線７４に流れる有用な電
気出力測定信号に変換するための検出装置を形成する。
器２１の出力光を、電気接続導線７４に流れる有用な電
気出力測定信号に変換するための検出装置を形成する。
光源４８及び光検出器５４．６２は、好ましくは、温度
制御装置３８と共に、任意適当な構造の筐体の中に収用
されるので、温度制御装置３日は上記各部品を比較的均
等な温度に維持することができて、第１実施例に関して
上に論じたように、光学測定装置の精度を向上させる。
制御装置３８と共に、任意適当な構造の筐体の中に収用
されるので、温度制御装置３日は上記各部品を比較的均
等な温度に維持することができて、第１実施例に関して
上に論じたように、光学測定装置の精度を向上させる。
光学測定装置の第２実施例の理論的考察光学測定装置の
第２実施例の一般的構成及び作動について述べたので、
光学測定装置の第１実施例の作動原理と相違する、第４
図に示す第２実施例である光学測定装置２の作動原理を
以下に考察しよう。
第２実施例の一般的構成及び作動について述べたので、
光学測定装置の第１実施例の作動原理と相違する、第４
図に示す第２実施例である光学測定装置２の作動原理を
以下に考察しよう。
ここで、本発明の光学測定装置の第１実施例に関して、
非限定例として、入力測定光を単色光とするように選択
したので、スペクトル変調方式センサー２２の出力光信
号の不明瞭さをなくするためには少なくとも２つの基本
的判定基準を満たさなければならなかったということを
想起してほしい。単色の入力測定光に対する２つの判定
基準とは、光共振器２１の反射率曲線の最大長と最大の
マイクロシフトが共振サイクルの〃を超えてはならない
ということであった。
非限定例として、入力測定光を単色光とするように選択
したので、スペクトル変調方式センサー２２の出力光信
号の不明瞭さをなくするためには少なくとも２つの基本
的判定基準を満たさなければならなかったということを
想起してほしい。単色の入力測定光に対する２つの判定
基準とは、光共振器２１の反射率曲線の最大長と最大の
マイクロシフトが共振サイクルの〃を超えてはならない
ということであった。
これとは対踏的に、少なくとも２つの異なる入力測定波
長を光共振器２１に使用すると共に、光共振器２１から
のスペクトル変調出力光の、比率測定法による信号処理
をも使用する、光学測定装置の第２の実施例装置２の場
合には、上記２つの基本判定基準とは極めて異なる制限
が存在する。
長を光共振器２１に使用すると共に、光共振器２１から
のスペクトル変調出力光の、比率測定法による信号処理
をも使用する、光学測定装置の第２の実施例装置２の場
合には、上記２つの基本判定基準とは極めて異なる制限
が存在する。
比率測定法による第２の実施例装置２に対しては、スペ
クトル変調方式センサー２２の出力信号の不明瞭さをな
（するためには、かかるセンサーの反射率曲線上にとっ
たオペレーティングセグメントの最大長、及び最大のマ
イクロシフトが共に完全な１共振サイクルに接近はする
がこれを超えることのないようにすればよいということ
が判明した。
クトル変調方式センサー２２の出力信号の不明瞭さをな
（するためには、かかるセンサーの反射率曲線上にとっ
たオペレーティングセグメントの最大長、及び最大のマ
イクロシフトが共に完全な１共振サイクルに接近はする
がこれを超えることのないようにすればよいということ
が判明した。
この驚くべき結果のため、比率測定法による第２の実施
例装置２では、第１の実施例装置１に比して潜在的によ
り広い動的応答性が得られる。すなわち、被測定物理パ
ラメータは、第２の実施例装置２の光共振器２１からの
スペクトル変調出力光に不明瞭さを生じさせることなく
かかる光共振器の入力測定光をより多量に変調するよう
にこの光共振器２１を駆動することが可能である。この
ため、光共振器２１に、被測定物理パラメータの興味値
の所定値域にわたって望ましい、より大きな感度をもた
せるようにするか、あるいは光共振器２１が測定するこ
とのできる被測定物理パラメータに望ましい、より大き
な値域をもたせるようにするかのどちらかが可能になる
。
例装置２では、第１の実施例装置１に比して潜在的によ
り広い動的応答性が得られる。すなわち、被測定物理パ
ラメータは、第２の実施例装置２の光共振器２１からの
スペクトル変調出力光に不明瞭さを生じさせることなく
かかる光共振器の入力測定光をより多量に変調するよう
にこの光共振器２１を駆動することが可能である。この
ため、光共振器２１に、被測定物理パラメータの興味値
の所定値域にわたって望ましい、より大きな感度をもた
せるようにするか、あるいは光共振器２１が測定するこ
とのできる被測定物理パラメータに望ましい、より大き
な値域をもたせるようにするかのどちらかが可能になる
。
実施に当たり、第２の実施例装置２の光共振器２１の反
射率曲線のオペレーティングセグメントを最大の長さに
とり、かつ、そのマイクロシフトを最大にすることを望
む場合には、かかるオペレーティングセグメントの中心
を上記光共振器の反射率曲線の極大反射率のうちの１つ
の極大の近くにおくようにすることが好ましい。しかし
ながら、最大の応答性を必要としないか、それを望まな
い場合には、オペレーティングセグメントの中心をその
ように設定する必要はない。光共振器２１の出力光信号
の直線性が改善されるように、かかる光共振器のオペレ
ーティングセグメントの長さ及びそのマイクロシフトさ
れる大きさを最大可能量よりも相当に小さく選択しても
よい。
射率曲線のオペレーティングセグメントを最大の長さに
とり、かつ、そのマイクロシフトを最大にすることを望
む場合には、かかるオペレーティングセグメントの中心
を上記光共振器の反射率曲線の極大反射率のうちの１つ
の極大の近くにおくようにすることが好ましい。しかし
ながら、最大の応答性を必要としないか、それを望まな
い場合には、オペレーティングセグメントの中心をその
ように設定する必要はない。光共振器２１の出力光信号
の直線性が改善されるように、かかる光共振器のオペレ
ーティングセグメントの長さ及びそのマイクロシフトさ
れる大きさを最大可能量よりも相当に小さく選択しても
よい。
５に
こに注意しておきたいことは、比率測定法による第２の
実施例装置２の光源４Ｂによって放射される少なくとも
２つの入力測定波長をごく近接したものとする必要はな
いということである。事実、光共振器２１の反射率曲線
の異なるオペレーティングセグメントであって、異なる
サイクル数、ｍをもつ別な２つのオペレーティングセグ
メント上に上記２つの入力測定波長が落ちるように選択
することさえも可能である。
実施例装置２の光源４Ｂによって放射される少なくとも
２つの入力測定波長をごく近接したものとする必要はな
いということである。事実、光共振器２１の反射率曲線
の異なるオペレーティングセグメントであって、異なる
サイクル数、ｍをもつ別な２つのオペレーティングセグ
メント上に上記２つの入力測定波長が落ちるように選択
することさえも可能である。
従って、光源４日を、レーザーやレーザーダイオードな
どの少なくとも２個の単色光源から成るように構成する
ことが可能である。そうする代りに、ＬＥＤ （発光ダ
イオード）や必要に応じて適当な光学フィルターと組合
わせて少なくとも２つの入力測定波長及び／又は波長バ
ンドが形成されるようにした白色光源などの、複数個の
波長を有する１個以上の光源から成るように構成するこ
とも可能である。
どの少なくとも２個の単色光源から成るように構成する
ことが可能である。そうする代りに、ＬＥＤ （発光ダ
イオード）や必要に応じて適当な光学フィルターと組合
わせて少なくとも２つの入力測定波長及び／又は波長バ
ンドが形成されるようにした白色光源などの、複数個の
波長を有する１個以上の光源から成るように構成するこ
とも可能である。
しかしながら、議論を簡単にするため、光源４８を単一
のＬＥＤとし、このＬＥＤのバンド幅が、入力測定光の
選択した波長において、光共振器２１の反射率曲線の共
振サイクル長よりも相当に小さくなるようにすることが
好ましい。現在入手可能な代表的なＬＥＤ （発光ダイ
オード）はこの判定基準を満たしているが、それはかか
る］、ＥＤがそのピーク強度を生じる波長の１％程度の
半値幅を有しているため、その全バンド幅はそのピーク
強度を生じる波長よりも相当に小さいことによる。
のＬＥＤとし、このＬＥＤのバンド幅が、入力測定光の
選択した波長において、光共振器２１の反射率曲線の共
振サイクル長よりも相当に小さくなるようにすることが
好ましい。現在入手可能な代表的なＬＥＤ （発光ダイ
オード）はこの判定基準を満たしているが、それはかか
る］、ＥＤがそのピーク強度を生じる波長の１％程度の
半値幅を有しているため、その全バンド幅はそのピーク
強度を生じる波長よりも相当に小さいことによる。
第５図に転じて説明するように、同図は、非限定例とし
て、光源４８を単一のＬＥＤ （発光ダイオード）とし
た場合に、かかる光源４８の出力光の強度が波長の関数
としてどう変るかを曲線８６により図示したものである
。波長Ｌ２は、非限定例として、光源４８からの放射光
のうちの最大強度の出力波長のところ、またはその近（
にくるように選択しである。第５図には又第２図から転
記した反射率曲線４０の拡大部が示されているが、これ
は光共振器２１０反射率曲線４０上にとったオペレーテ
ィングセグメントＤＥを非限定例とじて例示したもので
あり、同じく上記反射率曲線４０に対応する反射率曲線
４０′とその」二にとったオペレーティングセグメント
Ｄ’Ｅ’とが第５図に示されているが、これは比測定物
理パラメータが光共振器２１の成る１つの感光物理特性
に及ぼす作用の結果として反射率曲線４０が左に移動し
たことから生じたものである。反射率曲線４０とその上
にとったオペレーティングセグメントＤＥを同様にして
右に移動させることも可能であるが、図が複雑になるの
を避けるため第５図には図示してない。
て、光源４８を単一のＬＥＤ （発光ダイオード）とし
た場合に、かかる光源４８の出力光の強度が波長の関数
としてどう変るかを曲線８６により図示したものである
。波長Ｌ２は、非限定例として、光源４８からの放射光
のうちの最大強度の出力波長のところ、またはその近（
にくるように選択しである。第５図には又第２図から転
記した反射率曲線４０の拡大部が示されているが、これ
は光共振器２１０反射率曲線４０上にとったオペレーテ
ィングセグメントＤＥを非限定例とじて例示したもので
あり、同じく上記反射率曲線４０に対応する反射率曲線
４０′とその」二にとったオペレーティングセグメント
Ｄ’Ｅ’とが第５図に示されているが、これは比測定物
理パラメータが光共振器２１の成る１つの感光物理特性
に及ぼす作用の結果として反射率曲線４０が左に移動し
たことから生じたものである。反射率曲線４０とその上
にとったオペレーティングセグメントＤＥを同様にして
右に移動させることも可能であるが、図が複雑になるの
を避けるため第５図には図示してない。
従って、光学測定装置の実施例装置１に関して前に述べ
たように、被測定物理パラメータがセンサー２２の光共
振器２１の成る１つの感光物理特性を変化させると、反
射率曲線４０上にとったオペレーティングセグメントＤ
Ｂはこの変化に応じて左及び／又は右へ移動する。かか
る左及び／又は右への移動を、前に述べたように［オペ
レーティングセグメントのマイクロシフト（Ｏｐｅｒａ
ｔｉｎｇｓｅｇｏ＋ｅｎｔ ａ＋１ｃｒｏｓｈｉｆｔｓ
） Ｊと呼ぶことにする。
たように、被測定物理パラメータがセンサー２２の光共
振器２１の成る１つの感光物理特性を変化させると、反
射率曲線４０上にとったオペレーティングセグメントＤ
Ｂはこの変化に応じて左及び／又は右へ移動する。かか
る左及び／又は右への移動を、前に述べたように［オペ
レーティングセグメントのマイクロシフト（Ｏｐｅｒａ
ｔｉｎｇｓｅｇｏ＋ｅｎｔ ａ＋１ｃｒｏｓｈｉｆｔｓ
） Ｊと呼ぶことにする。
かかるオペレーティングセグメントのマイクロシフトを
、被測定物理パラメータの正確な測定のために使用でき
ること、また前に述べた成る種の、測定の不正確さをな
くするために使用できること、そして更にセンサー２２
の光共振器２１が単色光によって駆動されるよりはむし
ろ、曲線８６に示すような、入力測定光の少なくとも２
つの波長により駆動される時でさえも、その上更に比率
測定法による信号処理が光共振器２１の出力信号に施さ
れる時でさえも、かかるマイクロシフトを使用できると
いうことが判明した。
、被測定物理パラメータの正確な測定のために使用でき
ること、また前に述べた成る種の、測定の不正確さをな
くするために使用できること、そして更にセンサー２２
の光共振器２１が単色光によって駆動されるよりはむし
ろ、曲線８６に示すような、入力測定光の少なくとも２
つの波長により駆動される時でさえも、その上更に比率
測定法による信号処理が光共振器２１の出力信号に施さ
れる時でさえも、かかるマイクロシフトを使用できると
いうことが判明した。
さて、第６図に転じて説明すると、同図は、センサー２
２の光共振器２１が第５図に示すような出力光の強度曲
線８６を有する光源４８により駆動される場合であって
、しかもかかる光共振器２１が反射率曲線４０を有しい
る場合に、センサー２２の光共振器２】の出力光の分光
強度曲線８９を図で示したものである。ここで注意して
おきたいことは、光共振器２１の出力光の強度曲線８８
の下にあって、夫々に波長Ｌ２の左側と右側にある各部
分の面積ＦとＧが略等しく、従って略１に等しい比Ｇ／
Ｈを有しているということである。
２の光共振器２１が第５図に示すような出力光の強度曲
線８６を有する光源４８により駆動される場合であって
、しかもかかる光共振器２１が反射率曲線４０を有しい
る場合に、センサー２２の光共振器２】の出力光の分光
強度曲線８９を図で示したものである。ここで注意して
おきたいことは、光共振器２１の出力光の強度曲線８８
の下にあって、夫々に波長Ｌ２の左側と右側にある各部
分の面積ＦとＧが略等しく、従って略１に等しい比Ｇ／
Ｈを有しているということである。
第７図は、非限定例として、光共振器２１が第５図に示
すような出力光強度曲線８６を有する光源４８により駆
動される場合であって、しかもこの光共振器２１が反射
率曲線４０′を有している場合に、かかる光共振器２１
の出力光の分光強度曲線９０を図で示したものである。
すような出力光強度曲線８６を有する光源４８により駆
動される場合であって、しかもこの光共振器２１が反射
率曲線４０′を有している場合に、かかる光共振器２１
の出力光の分光強度曲線９０を図で示したものである。
ここで注意しておきたいことは、光共振器２１の出力光
の強度曲線９０の下にあって、夫々に波長Ｌ２の左側と
右側にある各部分の面積Ｈと１が等しくなく、約２に等
しい比Ｈ／ｒを有しているということである。
の強度曲線９０の下にあって、夫々に波長Ｌ２の左側と
右側にある各部分の面積Ｈと１が等しくなく、約２に等
しい比Ｈ／ｒを有しているということである。
従って、一般に、８８や９０などのような、光共振器２
１の出力光の分光強度曲線の下の左側と右側の面積の比
は、被測定物理パラメータの成る値域にわたって、光共
振器２１のオペレーティングセグメントの左及び／又は
右へのマイクロシフトの唯一の関数である。従って、か
かる比は被測定物理パラメータの正確な測定を可能にす
る。
１の出力光の分光強度曲線の下の左側と右側の面積の比
は、被測定物理パラメータの成る値域にわたって、光共
振器２１のオペレーティングセグメントの左及び／又は
右へのマイクロシフトの唯一の関数である。従って、か
かる比は被測定物理パラメータの正確な測定を可能にす
る。
光共振器２１の出力光を波長Ｌ２に関して夫々に左側と
右側の、短波長部分と長波長部分とに分割することは、
前に論じたようにして行なわれる。
右側の、短波長部分と長波長部分とに分割することは、
前に論じたようにして行なわれる。
光検出器５４．６２が短波長部分の出力と、長波長部分
の出力とを夫々に積分する一方、割算器回路６８が光検
出器５４．６２からの第１の電気信号と、第２の電気信
号との比をとることによって上記積分出力の比をとる。
の出力とを夫々に積分する一方、割算器回路６８が光検
出器５４．６２からの第１の電気信号と、第２の電気信
号との比をとることによって上記積分出力の比をとる。
ここで注意しておきたいことは、光共振器２１の出カス
ペクトルを短波長部と長波長部とに分割し、ついでかか
るスペクトル部分の比をとることにより、本発明の２つ
の目的が同時に達成されるということである。すなわち
、正確な出力測定信号が得られるばかりでな（、前にも
論じたように、さもなければ本発明の光学測定装置が被
るはずの成る種の不正確さを相殺する役目も果たすので
ある。
ペクトルを短波長部と長波長部とに分割し、ついでかか
るスペクトル部分の比をとることにより、本発明の２つ
の目的が同時に達成されるということである。すなわち
、正確な出力測定信号が得られるばかりでな（、前にも
論じたように、さもなければ本発明の光学測定装置が被
るはずの成る種の不正確さを相殺する役目も果たすので
ある。
スペクトル変調方式センサーの第１実施例２２Ａ（圧力
センサー） さて第８図及び第８ａ図に転じて説明するに、同図には
光共振器２１Ａを具備するスペクトル変調方式センサー
２２Ａの第１実施例が図示されでいる。図示の光共振器
２１． Ａは、以下に明らかにする相違を別にすれば、
上述の光共振器２１と同じ原理、作動及び緒特性を有し
ている。
センサー） さて第８図及び第８ａ図に転じて説明するに、同図には
光共振器２１Ａを具備するスペクトル変調方式センサー
２２Ａの第１実施例が図示されでいる。図示の光共振器
２１． Ａは、以下に明らかにする相違を別にすれば、
上述の光共振器２１と同じ原理、作動及び緒特性を有し
ている。
センサー２２Ａは円筒形空洞２６を形成する基板２４を
包含すると共に、この空洞２６を覆うカバー２８を具備
する。空洞２６は底面反射面２７を有するのに対して、
カバー２８は内面反射面２９と外面２５とを有する。基
板２４の、その空洞２６の底面２７とセンサー用光ファ
イバー１４の端面との間の厚さをセンサー２２の基板に
関して前に論じたようなものにすることは、好ましいこ
とであるが、そうしなければならないということではな
い。
包含すると共に、この空洞２６を覆うカバー２８を具備
する。空洞２６は底面反射面２７を有するのに対して、
カバー２８は内面反射面２９と外面２５とを有する。基
板２４の、その空洞２６の底面２７とセンサー用光ファ
イバー１４の端面との間の厚さをセンサー２２の基板に
関して前に論じたようなものにすることは、好ましいこ
とであるが、そうしなければならないということではな
い。
絶対圧センサー２２Ａを得ようとするときは、空洞２６
を排気し、カバー２８がかかる空洞２６の、液体を通さ
ないシールを行なうようにすることが好ましい。その代
りに、差圧センサー２２Ａを得ようとするときは、任意
の導管４１を介して空洞２６を１つの圧力源と流体流通
関係にすると共に、もう１つ圧力源がカバー２８の外面
２５に圧力を及ぼすようにする。センサー２２Ａを絶対
圧センサーとするときは、任意の導管４１を省略するこ
とは言うまでもない。
を排気し、カバー２８がかかる空洞２６の、液体を通さ
ないシールを行なうようにすることが好ましい。その代
りに、差圧センサー２２Ａを得ようとするときは、任意
の導管４１を介して空洞２６を１つの圧力源と流体流通
関係にすると共に、もう１つ圧力源がカバー２８の外面
２５に圧力を及ぼすようにする。センサー２２Ａを絶対
圧センサーとするときは、任意の導管４１を省略するこ
とは言うまでもない。
反射面２７及び２９を約１． Ｏ０人乃至２００人の厚
さの、透明な高屈折率の媒質で被覆することが好ましい
けれども、そのわけはセンサー２２に関して前に指摘し
ておいたものと同じ理由による。
さの、透明な高屈折率の媒質で被覆することが好ましい
けれども、そのわけはセンサー２２に関して前に指摘し
ておいたものと同じ理由による。
空洞２６、その底面反射面２７、及びカバー２８の内面
反射面２９が一緒になって光共振器２１Ａを形成する。
反射面２９が一緒になって光共振器２１Ａを形成する。
空洞２６は、好ましくは排気されるので、その内部媒質
、つまり真空の屈折率は何時でも１．０００のままで不
変である。
、つまり真空の屈折率は何時でも１．０００のままで不
変である。
センサー２２Ａの別の構造として、本発明の範囲から外
れることなく、センサーの空洞を基板２４中に形成する
よりはむしろセンサーのカバー２８中に形成することが
可能であり、センサーの空洞２６をその一部が基板２４
中に形成され、他の一部がカバー２８中に形成されるよ
うにして形成することさえも可能であることは言うまで
もない。
れることなく、センサーの空洞を基板２４中に形成する
よりはむしろセンサーのカバー２８中に形成することが
可能であり、センサーの空洞２６をその一部が基板２４
中に形成され、他の一部がカバー２８中に形成されるよ
うにして形成することさえも可能であることは言うまで
もない。
第８ｂ図はセンサー２２Ａａを示すが、このセンサー２
２Ａａはセンサー２２Ａと本質的には同一物であるため
、対照の便を図って、類似部品には“ａ”を添えた同一
の参照数字を付しである。
２Ａａはセンサー２２Ａと本質的には同一物であるため
、対照の便を図って、類似部品には“ａ”を添えた同一
の参照数字を付しである。
センサー２２Ａａはそのカバー２８ａに内設された空洞
２６ａを具備する一方、上記カバー２８ａは内面反射面
２９ａと外面２５ａとを有する。基板２４ａは反射面２
７ａを有する、反射面２７ａ、２９ａ及び空洞２６ａが
一緒になって光共振器２１Ａａを形成している。センサ
ー２２Ａａを相対圧センサーとしようとするならば、導
管４１ａを設けるようにするが、センサー２２Ａａを絶
対圧センサーとしようとするならば、導管４１ａを省略
し空洞２６ａを排気する。どちらの場合でも、センサー
２２Ａの場合と同様に、カバー２８ａが基板２４ａをシ
ールするようにする。
２６ａを具備する一方、上記カバー２８ａは内面反射面
２９ａと外面２５ａとを有する。基板２４ａは反射面２
７ａを有する、反射面２７ａ、２９ａ及び空洞２６ａが
一緒になって光共振器２１Ａａを形成している。センサ
ー２２Ａａを相対圧センサーとしようとするならば、導
管４１ａを設けるようにするが、センサー２２Ａａを絶
対圧センサーとしようとするならば、導管４１ａを省略
し空洞２６ａを排気する。どちらの場合でも、センサー
２２Ａの場合と同様に、カバー２８ａが基板２４ａをシ
ールするようにする。
センサー２２Ａとその光共振器２１Ａをっくる方法を以
下に記述する。この記述を読めば、センサー２２のつく
られる方法が明らかになるはずである。
下に記述する。この記述を読めば、センサー２２のつく
られる方法が明らかになるはずである。
製造コストを低減するため、光共振器２１Ａ付きセンサ
ー２２Ａを複数個、同時に生産することが好ましい。非
限定例として、光共振器２１Ａは直径が２００μｍで、
深さが１．２７μｍの空洞２６を具備しているものと仮
定する。
ー２２Ａを複数個、同時に生産することが好ましい。非
限定例として、光共振器２１Ａは直径が２００μｍで、
深さが１．２７μｍの空洞２６を具備しているものと仮
定する。
まず、たとえば、アメリカ合衆国、ミネソタ州（Ｍｉｎ
ｎｅｓｏｔａ ）の州都、セントパウル市（Ｓｔ。
ｎｅｓｏｔａ ）の州都、セントパウル市（Ｓｔ。
Ｐａｕｌ）所在のヴオーグリン光学会社（νｏｇｅｌｉ
ｎＯｐｔｉｃａｌ Ｃｏ、、 Ｉｎｃ、 ）などで製造
している、厚さが０．０１１ ＋０．Ｏｌイア−Ｆ−（
２，７９４＋０．０２５ｍｍ）で直径が３インチ（７６
，２ｍｍ）の、両面を研磨して光学的表面に仕上げた７
７４ｏパイレツクスガラスのウェハーを準備することが
ら始める。
ｎＯｐｔｉｃａｌ Ｃｏ、、 Ｉｎｃ、 ）などで製造
している、厚さが０．０１１ ＋０．Ｏｌイア−Ｆ−（
２，７９４＋０．０２５ｍｍ）で直径が３インチ（７６
，２ｍｍ）の、両面を研磨して光学的表面に仕上げた７
７４ｏパイレツクスガラスのウェハーを準備することが
ら始める。
このガラスウェハーはセンサー２２Ａの基板２４を形成
するためのものである。
するためのものである。
まずガラスウェハーを温石鹸水中で洗って表面の清掃を
行ない、ついで清浄水ですすぎ洗いする。
行ない、ついで清浄水ですすぎ洗いする。
このガラスウェハーを、３ ｍ Ａの水と２８のＮｌ１
ａＦの混合物の４部と４８％ＨＦ溶液の１部とから成る
Ｈ Ｆ緩衝液中に１分間浸漬しつつエツチングと研磨と
を併用する。再び水洗いをしてから、３００℃で３０分
間ベーキングする。
ａＦの混合物の４部と４８％ＨＦ溶液の１部とから成る
Ｈ Ｆ緩衝液中に１分間浸漬しつつエツチングと研磨と
を併用する。再び水洗いをしてから、３００℃で３０分
間ベーキングする。
通常の真空蒸着プロセスを使用して、厚さ２００人の、
一層のクローム層をガラスウェハー上に蒸着する。こう
して蒸着したクロームは、フォトレジストをガラスウェ
ハーにその後塗布するための良好な接着面となる。
一層のクローム層をガラスウェハー上に蒸着する。こう
して蒸着したクロームは、フォトレジストをガラスウェ
ハーにその後塗布するための良好な接着面となる。
アメリカ合衆国、マサチュセソト州（Ｍａｓｓａｃｈｕ
ｓｅｔｔｓ）、のニュトン市（Ｎｅ匈ｔｏｎ）所在のシ
ブレイ社（ＳｈｉｐｌｅｙＣｏｍｐａｎｙ ）により製
造されているフォトレジストである旧ｃｒｏｐｏｓｉｔ
１４００ ２７などのフォトレジストをガラスウェ
ハーのクローム面上に３００回転毎分の速度で回転塗布
し、その後フォトレジストを塗布したガラスウェハーを
９０ ’ｃで３０分間ベーキングする。
ｓｅｔｔｓ）、のニュトン市（Ｎｅ匈ｔｏｎ）所在のシ
ブレイ社（ＳｈｉｐｌｅｙＣｏｍｐａｎｙ ）により製
造されているフォトレジストである旧ｃｒｏｐｏｓｉｔ
１４００ ２７などのフォトレジストをガラスウェ
ハーのクローム面上に３００回転毎分の速度で回転塗布
し、その後フォトレジストを塗布したガラスウェハーを
９０ ’ｃで３０分間ベーキングする。
通常の方法を使用して、空洞共振器２６にとって望まし
い直径、本実施例では、たとえば２００μｍに等しい直
径の円のアレイから成る写真焼付は用フォトマスクをつ
くる。このフォトマスクをガラスウェハーのフォトレジ
スト塗布面にのせて心合わせし、こうしてマスクを密着
させたガラスウェハーを焼付は露光する。焼付けしたホ
トレジスト塗布ガラスウェファ−を、シブレイ社（Ｓｈ
ｆｐｌｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ ）で製造している現像液
であるＭｉｃｒｏｄｅｐｏｓｉｔ ３５１ ＣＤ−２３
などにより現像し、水ですすぎ洗いして乾燥する。
い直径、本実施例では、たとえば２００μｍに等しい直
径の円のアレイから成る写真焼付は用フォトマスクをつ
くる。このフォトマスクをガラスウェハーのフォトレジ
スト塗布面にのせて心合わせし、こうしてマスクを密着
させたガラスウェハーを焼付は露光する。焼付けしたホ
トレジスト塗布ガラスウェファ−を、シブレイ社（Ｓｈ
ｆｐｌｅｙ Ｃｏｍｐａｎｙ ）で製造している現像液
であるＭｉｃｒｏｄｅｐｏｓｉｔ ３５１ ＣＤ−２３
などにより現像し、水ですすぎ洗いして乾燥する。
その結果として、焼付は光の当たらなかったフォトレジ
ストの部分が現像液に溶け、焼付は光の当たった部分が
直径２００μｍのフォトレジストの円としてウェハー上
に残される。焼付は光の当たったフォトレジストの円内
に含まれるクロームは、ＨＣＬの１部とグリセリンの１
部とから成るクローム用エツチング溶液で下地のガラス
ウェハーから分離されて、ガラスウェハーの表面には直
径２００μｍの、クロムで被覆されていない円形ガラス
部分が残される。
ストの部分が現像液に溶け、焼付は光の当たった部分が
直径２００μｍのフォトレジストの円としてウェハー上
に残される。焼付は光の当たったフォトレジストの円内
に含まれるクロームは、ＨＣＬの１部とグリセリンの１
部とから成るクローム用エツチング溶液で下地のガラス
ウェハーから分離されて、ガラスウェハーの表面には直
径２００μｍの、クロムで被覆されていない円形ガラス
部分が残される。
ガラスウェハー上に残された、上記直径２００μｍのク
ロムで被覆されていない円形ガラス部分は、たとえば、
上記ＨＦの緩衝溶液により、２０．６’Ｃ（６９’Ｆ）
で約２０分間エツチングを施されて厚さが１，２７μｍ
の空洞を形成する。
ロムで被覆されていない円形ガラス部分は、たとえば、
上記ＨＦの緩衝溶液により、２０．６’Ｃ（６９’Ｆ）
で約２０分間エツチングを施されて厚さが１，２７μｍ
の空洞を形成する。
空洞２６の底面２７は化学的エツチングにより形成され
るにも拘らず、センサーの光共振器２１Ａとして充分な
反射面２７を形成するに足る平坦度を有していることが
判明している。
るにも拘らず、センサーの光共振器２１Ａとして充分な
反射面２７を形成するに足る平坦度を有していることが
判明している。
通常の真空蒸着法を使用して、厚さが２０ＯＡの二酸化
チタンの単一層を各空洞２６の底面２７上に蒸着し、空
洞２６の底面２７の反射率を増大させる。こうすること
によって、前にも論じたように、光共振器２１Ａの変調
出方光の強度が増大される。
チタンの単一層を各空洞２６の底面２７上に蒸着し、空
洞２６の底面２７の反射率を増大させる。こうすること
によって、前にも論じたように、光共振器２１Ａの変調
出方光の強度が増大される。
ついで、ガラスウェハーに付着している残存フォトレジ
スト及びクロームを夫々にアセトン及び上記クローム用
エツチング溶液で除去する。その後、ガラスウェハーを
水ですすぎ洗いして乾燥する。
スト及びクロームを夫々にアセトン及び上記クローム用
エツチング溶液で除去する。その後、ガラスウェハーを
水ですすぎ洗いして乾燥する。
スペクトル変調方式センサーの第１蒸着装置２２Ａに使
用されるゲッター用環状体 圧力がスペクトル変調方式センサー２２の第１の実施例
装置２２Ａの検出しようとする物理パラメータであると
きは、かかる装置の光共振器２１Ａの空洞２６を排気す
るのが好ましい。何故ならば、空洞２６を排気すること
は、光共振器を、かかる空洞の中に温度変化に応じて顕
著に膨張または収縮するような媒質が入っているとした
ときにこの温度変化に起因して生じるはずの誤差から免
ぬかれるようにするからである。
用されるゲッター用環状体 圧力がスペクトル変調方式センサー２２の第１の実施例
装置２２Ａの検出しようとする物理パラメータであると
きは、かかる装置の光共振器２１Ａの空洞２６を排気す
るのが好ましい。何故ならば、空洞２６を排気すること
は、光共振器を、かかる空洞の中に温度変化に応じて顕
著に膨張または収縮するような媒質が入っているとした
ときにこの温度変化に起因して生じるはずの誤差から免
ぬかれるようにするからである。
言うまでもないことであるが、前にも述べたように、差
圧センサー２２Ａにしよとする場合は、空洞２６を排気
する必要はない。
圧センサー２２Ａにしよとする場合は、空洞２６を排気
する必要はない。
空洞２６を排気する方法は種々あるけれども、各空洞２
６の底面に蒸着したクロムと鉄の２層から成る環状の形
をしたゲッター構造体を使用して、残留ガスを吸収させ
るとか、空洞２６を最初に排気してから後に空洞２６中
に発生するガスを吸収させるようにすることが好ましい
。
６の底面に蒸着したクロムと鉄の２層から成る環状の形
をしたゲッター構造体を使用して、残留ガスを吸収させ
るとか、空洞２６を最初に排気してから後に空洞２６中
に発生するガスを吸収させるようにすることが好ましい
。
ガラスウェファ−に穿った空洞２６に設けるゲツター用
環状体は、次のようにしてつくられる。
環状体は、次のようにしてつくられる。
先ず、前に述べたようにしてつくったガラスウェハーを
１２５℃で３０分間ベーキングする。ベーキングしたガ
ラスウェハーにフォトレジストを前に述べたようにして
回転塗布し、また９０℃で３０分間ベーキングする。
１２５℃で３０分間ベーキングする。ベーキングしたガ
ラスウェハーにフォトレジストを前に述べたようにして
回転塗布し、また９０℃で３０分間ベーキングする。
次に、通常の技術を使用して、ドーナツ形フォトマスク
のアレイから成る第２の写真焼付は用フォトマスクをつ
くる。空洞２６は、たとえば、直径が２００．＋１ｍで
あるとすると、かかる各空洞２６に対応するドーナツ形
フォトマスクは、たとえば、１４０μｍの内径を１９０
μｍの外径とを存するものとなる。
のアレイから成る第２の写真焼付は用フォトマスクをつ
くる。空洞２６は、たとえば、直径が２００．＋１ｍで
あるとすると、かかる各空洞２６に対応するドーナツ形
フォトマスクは、たとえば、１４０μｍの内径を１９０
μｍの外径とを存するものとなる。
第２の写真焼付は用フォトマスクに形成したドーナツ形
マスクをガラスウェハーに穿設した空洞２６と位置合わ
せし、フォトマスクを密着させたガラスウェハーを前に
述べたように焼付は露光する。ついで、前と同様に、ガ
ラスウェハーを現像、水洗いしてから、９０℃で３０分
間ベーキングする。すると、焼付は光の当たった部分が
、この空洞２６の底面２７に、内径１４０μｍで外径１
９０μｍのドーナツ形のフォトレジストの穴として残さ
れる。
マスクをガラスウェハーに穿設した空洞２６と位置合わ
せし、フォトマスクを密着させたガラスウェハーを前に
述べたように焼付は露光する。ついで、前と同様に、ガ
ラスウェハーを現像、水洗いしてから、９０℃で３０分
間ベーキングする。すると、焼付は光の当たった部分が
、この空洞２６の底面２７に、内径１４０μｍで外径１
９０μｍのドーナツ形のフォトレジストの穴として残さ
れる。
次に、通常の真空蒸着法を使用して、厚さ２００人のク
ローム層をガラスウェハーの全面に蒸着し、引続いて厚
さ８００人の鉄の層を上記クローム層の上に蒸着する。
ローム層をガラスウェハーの全面に蒸着し、引続いて厚
さ８００人の鉄の層を上記クローム層の上に蒸着する。
クロームは、真のゲッター材料である鉄がガラスウェハ
ーに接着するのを助けるために使用される。ついで、ガ
ラスウェハーをアセトン溶液中に浸漬し、このアセトン
溶液を超音波で攪拌する。こうすると、残存フォトレジ
ストが除去されるばかりでなく、フォトレジストの前記
残存部分からはみ出している鉄とクロームもまた除去さ
れる。最後に、ガラスウェハーを洗剤で洗い、水ですす
ぎ洗いして乾燥する。
ーに接着するのを助けるために使用される。ついで、ガ
ラスウェハーをアセトン溶液中に浸漬し、このアセトン
溶液を超音波で攪拌する。こうすると、残存フォトレジ
ストが除去されるばかりでなく、フォトレジストの前記
残存部分からはみ出している鉄とクロームもまた除去さ
れる。最後に、ガラスウェハーを洗剤で洗い、水ですす
ぎ洗いして乾燥する。
こうして残されたゲッター構造体は、各空洞２６の底面
２７上に中心を有する、内径が１４０μｍで外径が１９
０μｍの、クロームと鉄の蒸着層から成るドーナツ形環
状体である。ここで注意しておきたいことは、このゲッ
ター用環状体が各空洞２６の底面に、光が通過すること
のできる、開いた直径１４０μｍの中心部を残している
ということである。前にも論じたように、カバー２８を
空洞２６に接着して後は、ゲッター用環状体が空洞２６
からその中るこ残存しているガスを除去する。
２７上に中心を有する、内径が１４０μｍで外径が１９
０μｍの、クロームと鉄の蒸着層から成るドーナツ形環
状体である。ここで注意しておきたいことは、このゲッ
ター用環状体が各空洞２６の底面に、光が通過すること
のできる、開いた直径１４０μｍの中心部を残している
ということである。前にも論じたように、カバー２８を
空洞２６に接着して後は、ゲッター用環状体が空洞２６
からその中るこ残存しているガスを除去する。
スペクトル変調方式センサーの第１実施例装置２２Ａの
空洞を覆う接着カバー センサー２２Ａの空洞２６を覆うカバー２８は、たとえ
ば、アメリカ合衆国、カリフォルニア州（Ｃａｌｉｆｏ
ｒｎｉａ） 、ミルピタス（Ｍｔｔｐｉｔａｓ） 、郵
便番号９５０３５番に所在のディフュージョン テクノ
ロジー社（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
＋ Ｉｎｃ、）によって販売されている、直径３インチ
（７６，２ｍｍ）、厚さ約０．０１８インチ（０，４５
７ｍｍ）で、１０２０原子／ ａｎ ３の密度で４．０
μｍの深さまで硼素を注入したエツチング停止層を表面
に形成したシリコンウェファ−からつくられる。従って
、このシリコンウェファ−は４．０μｍの厚さのエツチ
ング停止層を包含し、このエツチング停止層がその厚さ
よりもずっと厚いシリコン基板によって支持されている
。
空洞を覆う接着カバー センサー２２Ａの空洞２６を覆うカバー２８は、たとえ
ば、アメリカ合衆国、カリフォルニア州（Ｃａｌｉｆｏ
ｒｎｉａ） 、ミルピタス（Ｍｔｔｐｉｔａｓ） 、郵
便番号９５０３５番に所在のディフュージョン テクノ
ロジー社（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
＋ Ｉｎｃ、）によって販売されている、直径３インチ
（７６，２ｍｍ）、厚さ約０．０１８インチ（０，４５
７ｍｍ）で、１０２０原子／ ａｎ ３の密度で４．０
μｍの深さまで硼素を注入したエツチング停止層を表面
に形成したシリコンウェファ−からつくられる。従って
、このシリコンウェファ−は４．０μｍの厚さのエツチ
ング停止層を包含し、このエツチング停止層がその厚さ
よりもずっと厚いシリコン基板によって支持されている
。
接着プロセスを進めるに当たっては、後述するようにガ
ラスウェファ−のカバーへの接着後の接着力を強化する
ため、先ず、シリコンウェハーを加熱炉に入れて９００
℃で１時間ベーキングして約２００人の厚さのＳ ｉ
Ｏを層をシリコンウェファ−のエツチング停止面上に形
成させる。
ラスウェファ−のカバーへの接着後の接着力を強化する
ため、先ず、シリコンウェハーを加熱炉に入れて９００
℃で１時間ベーキングして約２００人の厚さのＳ ｉ
Ｏを層をシリコンウェファ−のエツチング停止面上に形
成させる。
次に、前述のようにして準備したガラスウェファ−とシ
リコンウェファ−とを、温石鹸水で清浄し、超音波溶中
で約１５分間かげて汚れ落しをし、水ですすぎ洗いし、
アルコールですすぎ洗いし、アルコールで静拭し、アル
コールですすぎ洗いし、最後に自然乾燥する。シリコン
ウェファ−のエツチング停止層を空洞２６の形成されて
いるガラスウェファ−の面上に載せて位置合わせして、
シリコンウェファ−とガラスウェファ−とのサンドイン
チ状組立体を形成する。
リコンウェファ−とを、温石鹸水で清浄し、超音波溶中
で約１５分間かげて汚れ落しをし、水ですすぎ洗いし、
アルコールですすぎ洗いし、アルコールで静拭し、アル
コールですすぎ洗いし、最後に自然乾燥する。シリコン
ウェファ−のエツチング停止層を空洞２６の形成されて
いるガラスウェファ−の面上に載せて位置合わせして、
シリコンウェファ−とガラスウェファ−とのサンドイン
チ状組立体を形成する。
ついでシリコンウェハ−とガラスウェファ−とを接着す
るのであるけれども、それには先ず両ウエフア−を通常
の真空室中に設置し、シリコンウェファ−の外面を陽極
と電気的接触させると共に、ガラスウェファ−の外面を
陰極と電気的接触させる。こうしてから、真空室を排気
し約１時間かけて約６Ｘ１０−６）−ルの真空度にする
。
るのであるけれども、それには先ず両ウエフア−を通常
の真空室中に設置し、シリコンウェファ−の外面を陽極
と電気的接触させると共に、ガラスウェファ−の外面を
陰極と電気的接触させる。こうしてから、真空室を排気
し約１時間かけて約６Ｘ１０−６）−ルの真空度にする
。
この、シリコンウェファ−とガラスウェファ−とのサン
ドインチ状組立体を真空室中に設けたヒーターで約５０
０℃にまで加熱し、この温度に維持する。上記シリコン
ウェファ−とガラスウェファ−とのサンドインチ状組立
体がこの温度に維持されている間に、接着電圧を上記陽
極と上記陰極とに印加する。接着電圧を８００ ＶＤＣ
まで昇圧し接着電流が安定値に達するまで約８乃至１０
分間８００°Ｃに維持し、ついで電流を遮断する。この
時点では、シリコンウェファ−とガラスウェファ−とは
接着して、液体を通さないシールが両ウェファー間に形
成される。シリコンウェファ−上に形成しておいた３４
０ｇ層は接着プロセスを促進する。
ドインチ状組立体を真空室中に設けたヒーターで約５０
０℃にまで加熱し、この温度に維持する。上記シリコン
ウェファ−とガラスウェファ−とのサンドインチ状組立
体がこの温度に維持されている間に、接着電圧を上記陽
極と上記陰極とに印加する。接着電圧を８００ ＶＤＣ
まで昇圧し接着電流が安定値に達するまで約８乃至１０
分間８００°Ｃに維持し、ついで電流を遮断する。この
時点では、シリコンウェファ−とガラスウェファ−とは
接着して、液体を通さないシールが両ウェファー間に形
成される。シリコンウェファ−上に形成しておいた３４
０ｇ層は接着プロセスを促進する。
ついで、空洞２６の底面２７に形成しておいたゲッター
用環状体を活性化するため、シリコンウェファ−とガラ
スウェファ−とのサンドインチ状組立体を約３０分間、
５００℃に維持する。前にも述べたように、ゲッター用
環状体の機能は、残留ガスの除去するか、シリコンウェ
ファ−とガラスウェファ−とのサンドインチ状組立体が
接着されてから後に空洞２６中に発生するガスを除去し
、それにより空洞２６中に非常によい真空を形成するこ
とにある。
用環状体を活性化するため、シリコンウェファ−とガラ
スウェファ−とのサンドインチ状組立体を約３０分間、
５００℃に維持する。前にも述べたように、ゲッター用
環状体の機能は、残留ガスの除去するか、シリコンウェ
ファ−とガラスウェファ−とのサンドインチ状組立体が
接着されてから後に空洞２６中に発生するガスを除去し
、それにより空洞２６中に非常によい真空を形成するこ
とにある。
次に、真空室中に設けたヒーターの加熱用電流を遮断し
、シリコンウェファ−とガラスウェファ−とのサンドイ
ンチ状組立体が冷却して約３００℃になったら、真空室
中の真空を破る。シリコンウェファ−とガラスウェファ
−のサンドインチ状接着組立体が冷却して約２００℃に
なったら、これを真空室から取出す。
、シリコンウェファ−とガラスウェファ−とのサンドイ
ンチ状組立体が冷却して約３００℃になったら、真空室
中の真空を破る。シリコンウェファ−とガラスウェファ
−のサンドインチ状接着組立体が冷却して約２００℃に
なったら、これを真空室から取出す。
ついで、シリコンウェファ−とガラスウェファ−のサン
ドインチ状接着組立体中のシリコンウェファ−のシリコ
ン基板の厚さの約７０％乃至８０％を機械的研磨によっ
て除去する。次に、８ ｍ １の水、１７ｍ１のエチレ
ンジアミン、及び３ｇのピロカテコールから成るＥＤＰ
エツチング液を調製する。ＥＤＰエツチング液を約１１
５℃まで加熱し、これを使用して純シリコンの基板を化
学エツチングにより取去り、シリコン基板上に形成され
ている約４．０μｍのエツチング停止層のみを残す。こ
のエツチング停止層がガラスウェファーに接着されて、
空洞２６のカバー２８を形成する。
ドインチ状接着組立体中のシリコンウェファ−のシリコ
ン基板の厚さの約７０％乃至８０％を機械的研磨によっ
て除去する。次に、８ ｍ １の水、１７ｍ１のエチレ
ンジアミン、及び３ｇのピロカテコールから成るＥＤＰ
エツチング液を調製する。ＥＤＰエツチング液を約１１
５℃まで加熱し、これを使用して純シリコンの基板を化
学エツチングにより取去り、シリコン基板上に形成され
ている約４．０μｍのエツチング停止層のみを残す。こ
のエツチング停止層がガラスウェファーに接着されて、
空洞２６のカバー２８を形成する。
この４．０μｍの厚さは残存シリコンの厚さを、かかる
シリコンを通過する光の透過率を測定するなどして、エ
ツチングプロセスの間じゆう周期的にチェックすること
によって決定される。
シリコンを通過する光の透過率を測定するなどして、エ
ツチングプロセスの間じゆう周期的にチェックすること
によって決定される。
スペクトル変調方式センサーの第１実施例装置２２Ａの
カバーの外面へ光吸収コーティングを施すこと 非限定例として、上述のようにしてシリコンウェファ−
とガラスウェファ−のサンドインチ状接着組立体をつく
ってから、この組立体の空洞２６を覆うカバー２８を形
成しているエツチング停止層の外面２５に光吸収及び／
又は反射コーチイングを施すことがある。この光吸収及
び／又は反射コーティングは、シリコンウェファ−とガ
ラスウェファ−のサンドインチ状組立体の工・ソチング
停止層の外面上に１層以上のクロームとシリコンの交互
層を蒸着する通常の真空蒸着法を使用して形成される。
カバーの外面へ光吸収コーティングを施すこと 非限定例として、上述のようにしてシリコンウェファ−
とガラスウェファ−のサンドインチ状接着組立体をつく
ってから、この組立体の空洞２６を覆うカバー２８を形
成しているエツチング停止層の外面２５に光吸収及び／
又は反射コーチイングを施すことがある。この光吸収及
び／又は反射コーティングは、シリコンウェファ−とガ
ラスウェファ−のサンドインチ状組立体の工・ソチング
停止層の外面上に１層以上のクロームとシリコンの交互
層を蒸着する通常の真空蒸着法を使用して形成される。
クロームを最初に蒸着するものとし、クロームとシリコ
ンの各層は夫々に約２５人と１００人の厚さを有するも
のとする。この光吸収及び／又は反射コーティングの目
的は、外光が光共振器２１Ａの中にそのカバー２８を通
って侵入するのを阻止するためと、光共振器２１を通過
してガバー２８の中に侵入した光がカバー２８から光共
振器２１Ａに再進入するのを阻止するためとである。
ンの各層は夫々に約２５人と１００人の厚さを有するも
のとする。この光吸収及び／又は反射コーティングの目
的は、外光が光共振器２１Ａの中にそのカバー２８を通
って侵入するのを阻止するためと、光共振器２１を通過
してガバー２８の中に侵入した光がカバー２８から光共
振器２１Ａに再進入するのを阻止するためとである。
ウェファ−のサンドインチ状組立体とダイシングしてス
ペクトル変調方式センサーの第１実施例２２Ａのセンサ
ーのチップにし、このセンサーチップの取付けを行なう
こと。
ペクトル変調方式センサーの第１実施例２２Ａのセンサ
ーのチップにし、このセンサーチップの取付けを行なう
こと。
上述のようにしてウェファ−のサンドインチ状組立体を
つくり、かかるウェファ−のサントイ・ノチ状組立体を
通常の技術を使用してダイシング、つまり分割してスペ
クトル変調方式センサーのチップにする。
つくり、かかるウェファ−のサントイ・ノチ状組立体を
通常の技術を使用してダイシング、つまり分割してスペ
クトル変調方式センサーのチップにする。
センサー２２Ａをセンサー用光ファイバー１４の自由端
に取付るには、先ずセンサー用光ファイバーの自由端を
襞間面に沿って裂くか、研磨するかして光学的平面にす
る。ついで、アメリカ合衆国、コネチクチカソト州（Ｃ
ｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ ） 、）リントン（Ｔｏｒｒｉ
ｎｇｔｏｎ）に所在のアメリカンケミカルアンドエンジ
ニアリング社（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌａ
ｎｄ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏＩＩｌｐａｎｙ ）
により販売されている接着剤＃４１５などの、適当な屈
折率を有する接着剤を使用して、センサー２２Ａをセン
サー用光ファイバー１４の自由端に取付ける。かかる接
着剤の屈折率はセンサー用光ファイバー１４の屈折率と
センサー２２Ａの基板２４の屈折率とにできるだけ近く
整合したものであることが好ましい。
に取付るには、先ずセンサー用光ファイバーの自由端を
襞間面に沿って裂くか、研磨するかして光学的平面にす
る。ついで、アメリカ合衆国、コネチクチカソト州（Ｃ
ｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ ） 、）リントン（Ｔｏｒｒｉ
ｎｇｔｏｎ）に所在のアメリカンケミカルアンドエンジ
ニアリング社（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌａ
ｎｄ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏＩＩｌｐａｎｙ ）
により販売されている接着剤＃４１５などの、適当な屈
折率を有する接着剤を使用して、センサー２２Ａをセン
サー用光ファイバー１４の自由端に取付ける。かかる接
着剤の屈折率はセンサー用光ファイバー１４の屈折率と
センサー２２Ａの基板２４の屈折率とにできるだけ近く
整合したものであることが好ましい。
スペクトル変調方式センサーの第１実施例装置２２Ａの
較正 センサー２２Ａを光学測定装置の第１実施例装置１か第
２実施例装置２のどちらかの装置のセンサー用光ファイ
バー１４の端面に取付けてから、かかるセンサーに一連
の既知の圧力を印加し、個個の圧力に対応する出力を出
力端子３６、又は３７で記録することによりこのセンサ
ー２２Ａの較正を容易に行なうことが可能である。
較正 センサー２２Ａを光学測定装置の第１実施例装置１か第
２実施例装置２のどちらかの装置のセンサー用光ファイ
バー１４の端面に取付けてから、かかるセンサーに一連
の既知の圧力を印加し、個個の圧力に対応する出力を出
力端子３６、又は３７で記録することによりこのセンサ
ー２２Ａの較正を容易に行なうことが可能である。
スペクトル変調方式センサーの第１実施例装置２２Ａの
作動とその理論的考察 第８図、第８ａ図及び第ｇｂ図に示すスペクトル変調方
式センサーの第１実施例のセンサー２２Ａは、このセン
サー２２Ａを、第１図と第４図に示すスペクトル変調方
式センサー２２に代えて、センサー用光ファイバー１４
の自由端に前述のように取付けることにより、圧力を測
定するために光学測定装置の第１実施例装置１と第２実
施例装ｗ２のどちらの装置にも使用可能である。
作動とその理論的考察 第８図、第８ａ図及び第ｇｂ図に示すスペクトル変調方
式センサーの第１実施例のセンサー２２Ａは、このセン
サー２２Ａを、第１図と第４図に示すスペクトル変調方
式センサー２２に代えて、センサー用光ファイバー１４
の自由端に前述のように取付けることにより、圧力を測
定するために光学測定装置の第１実施例装置１と第２実
施例装ｗ２のどちらの装置にも使用可能である。
絶対圧センサーとしてのセンサー２２Ａの作動を、先ず
最初に記述しよう。センサー２２Ａに外圧を印加すると
、排気されている空洞２６を覆うカバー２８は、空洞２
６の底面反射面３７に向かって、この外圧の大きさに応
じて或はより大きく或はより小さく、内側へ弓なりに湾
曲する。カバー２８に作用する外圧が増すにつれて、か
かる弓なり湾曲の程度は増し、外圧が減るにつれて、か
かる弓なり湾曲の程度は減って外圧が零になるとこの弓
なり湾曲も零となる。
最初に記述しよう。センサー２２Ａに外圧を印加すると
、排気されている空洞２６を覆うカバー２８は、空洞２
６の底面反射面３７に向かって、この外圧の大きさに応
じて或はより大きく或はより小さく、内側へ弓なりに湾
曲する。カバー２８に作用する外圧が増すにつれて、か
かる弓なり湾曲の程度は増し、外圧が減るにつれて、か
かる弓なり湾曲の程度は減って外圧が零になるとこの弓
なり湾曲も零となる。
従って、カバー２８に作用する外圧が増すと、光共振器
２１Ａの反射面２７と反射面２９の距離は減る。反対に
、カバー２８に作用する外圧が減ると、光共振器２１
Ａの反射面２７と反射面２９の距離は増して外圧が零に
なるとこの距離は最大になる。
２１Ａの反射面２７と反射面２９の距離は減る。反対に
、カバー２８に作用する外圧が減ると、光共振器２１
Ａの反射面２７と反射面２９の距離は増して外圧が零に
なるとこの距離は最大になる。
センサー２２Ａを差圧センサーとして作動させるときは
、１つの圧力源を導管４１を介するなどして空洞２６と
流体流通関係にする共に、カバー２８の外面２５にもう
１つの圧力源から圧力を作用させる。この外面２５に作
用する圧力が空洞２６の内圧を超えると、この差圧セン
サー２２Ａの作動は絶対圧センサー２２Ａに関して上に
述べたところと類似したものになる。すなわち、カバ−
２８の外面２５に作用する圧力が空洞２６の内圧を超え
ると、カバー２８は空洞２６の底面反射面に向かって内
側に弓なりに湾曲するが、この湾曲の程度は差圧の大き
さによって相違し、差圧が零のときは全く湾曲すること
がない。しかしながら、空洞２６の内圧がカバー２８の
外面２５に作用している圧力よりも大きいと、カバー２
８は外側へ弓なりに湾曲し、この湾曲の程度はまた差圧
の大きさによって相違する。
、１つの圧力源を導管４１を介するなどして空洞２６と
流体流通関係にする共に、カバー２８の外面２５にもう
１つの圧力源から圧力を作用させる。この外面２５に作
用する圧力が空洞２６の内圧を超えると、この差圧セン
サー２２Ａの作動は絶対圧センサー２２Ａに関して上に
述べたところと類似したものになる。すなわち、カバ−
２８の外面２５に作用する圧力が空洞２６の内圧を超え
ると、カバー２８は空洞２６の底面反射面に向かって内
側に弓なりに湾曲するが、この湾曲の程度は差圧の大き
さによって相違し、差圧が零のときは全く湾曲すること
がない。しかしながら、空洞２６の内圧がカバー２８の
外面２５に作用している圧力よりも大きいと、カバー２
８は外側へ弓なりに湾曲し、この湾曲の程度はまた差圧
の大きさによって相違する。
センサー２２Ａは、これが絶対圧センサーとして使用さ
れようと、はたまた差圧センサーとして使用されようと
、圧力に応答してそのカバー２８が弓なりに湾曲すると
、この湾曲がかかるセンサーの光共振器２ＬＡの反射面
２７と反射面２９の距離の変化を引き起こし、かかる距
離の変化が、今度は、光共振器２１Ａの反射率曲線の上
にとったオペレーティングセグメント（単数及び複数）
の上記変化に対応するマイクロシフト・を上記センサー
２２Ａが受けている圧力の関数として生じるけれども、
この間の事情は前にセンサー２２に関してｉｆｆべたと
ころと全く同様である。その結果、センサー２２Ａから
の出力光はセンサー２２Ａが受けている圧力の関数とし
てスペクトル変調されてかかる圧力に関する情報を含み
持つことになる。
れようと、はたまた差圧センサーとして使用されようと
、圧力に応答してそのカバー２８が弓なりに湾曲すると
、この湾曲がかかるセンサーの光共振器２ＬＡの反射面
２７と反射面２９の距離の変化を引き起こし、かかる距
離の変化が、今度は、光共振器２１Ａの反射率曲線の上
にとったオペレーティングセグメント（単数及び複数）
の上記変化に対応するマイクロシフト・を上記センサー
２２Ａが受けている圧力の関数として生じるけれども、
この間の事情は前にセンサー２２に関してｉｆｆべたと
ころと全く同様である。その結果、センサー２２Ａから
の出力光はセンサー２２Ａが受けている圧力の関数とし
てスペクトル変調されてかかる圧力に関する情報を含み
持つことになる。
理想的な光共振器は平行な距離反射面から成るというこ
とは、注目に値する事実である。しかし、上に述べたと
ころから光共振器２１Ａは理想から程遠いということが
分かる。何故ならば、検出すべき所与の絶対圧又は差圧
に対して、カバー２８の内面反射面２９はかかる圧力に
対応した量だけ内側または外側へ弓なりに湾曲するから
である。
とは、注目に値する事実である。しかし、上に述べたと
ころから光共振器２１Ａは理想から程遠いということが
分かる。何故ならば、検出すべき所与の絶対圧又は差圧
に対して、カバー２８の内面反射面２９はかかる圧力に
対応した量だけ内側または外側へ弓なりに湾曲するから
である。
空洞２６の底面反射面２７は約１５０人の範囲内で、す
なわちセンサー２２Ａに入射する入力測定光の平均波長
の１／２０の範囲内で平坦であるため、弓なりに湾曲し
た内面反射面２９は上記底面反射面２７と平行でない。
なわちセンサー２２Ａに入射する入力測定光の平均波長
の１／２０の範囲内で平坦であるため、弓なりに湾曲し
た内面反射面２９は上記底面反射面２７と平行でない。
平行ではなくて、反射面２７と反射面２９の距離は空洞
２６とカバー２８の中心からの半径方向の位置によって
変化する。従って、光共振器２１Ａからの反射光は、そ
の反射面２９上の半径方向の各特定位置に応じて或はよ
り大きく、或はより小さくスペクトル変調される、かか
る反射面２９から反射された各特定光線の混り合った複
合光線である。
２６とカバー２８の中心からの半径方向の位置によって
変化する。従って、光共振器２１Ａからの反射光は、そ
の反射面２９上の半径方向の各特定位置に応じて或はよ
り大きく、或はより小さくスペクトル変調される、かか
る反射面２９から反射された各特定光線の混り合った複
合光線である。
それにも拘らず、センサー２２Ａの光共振器２１Ａの反
射面２９がこのセンサーの感知した圧力により弓なりに
湾曲させられてかかる反射面２９が空洞２６の底面反射
面２７とたとえ平行でなくなったとしても、かかるセン
サー２２Ａを用いて圧力の正確な測定を行ない得るとい
うことが判明した。
射面２９がこのセンサーの感知した圧力により弓なりに
湾曲させられてかかる反射面２９が空洞２６の底面反射
面２７とたとえ平行でなくなったとしても、かかるセン
サー２２Ａを用いて圧力の正確な測定を行ない得るとい
うことが判明した。
第９図は本明細書の教示に従って構成し、かつ光学測定
装置の第２実施例装Ｎ２に使用した圧力センサー２２Ａ
による絶対圧の測定結果を、曲線４２でグラフ表示した
ものである。このグラフで、出力測定信号の測定値は任
意単位で表示しである。
装置の第２実施例装Ｎ２に使用した圧力センサー２２Ａ
による絶対圧の測定結果を、曲線４２でグラフ表示した
ものである。このグラフで、出力測定信号の測定値は任
意単位で表示しである。
スペクトル変調方式センサー２２８の実１１例１２８（
ガス密度センサー） センサー２２Ａは第１０図と第１０ａ図に示すガス密度
センサー２２８を形成するように容易に変更できるとい
うことに注意すべきである。ガス密度センサー２２８は
、以下の議論から明らかになる相違点を別にすれば、す
べての点で圧力センサー２２Ａと同じであることから、
対照の便を考えて類似部品には同じ参照番号を付すこと
にする。
ガス密度センサー） センサー２２Ａは第１０図と第１０ａ図に示すガス密度
センサー２２８を形成するように容易に変更できるとい
うことに注意すべきである。ガス密度センサー２２８は
、以下の議論から明らかになる相違点を別にすれば、す
べての点で圧力センサー２２Ａと同じであることから、
対照の便を考えて類似部品には同じ参照番号を付すこと
にする。
センサー２２８には、そのカバー２８とその基板２４に
、小間口Ｉ９と２３が夫々図示のように設けられている
が、これらの開口は被検知ガスをかかるセンサーの空洞
２６に流入させるためのものである。このような場合、
かかるセンサーの光共振器２１Ｂは反射面２７．２９と
空洞２Ｇ内に入れたガスとから成る。一般に、空洞２６
中のガスの屈折率はガスの密度の関数であって、空洞中
・２６中のガスの密度が変化すると、かかるガスの屈
折率の対応する変化を生じる。
、小間口Ｉ９と２３が夫々図示のように設けられている
が、これらの開口は被検知ガスをかかるセンサーの空洞
２６に流入させるためのものである。このような場合、
かかるセンサーの光共振器２１Ｂは反射面２７．２９と
空洞２Ｇ内に入れたガスとから成る。一般に、空洞２６
中のガスの屈折率はガスの密度の関数であって、空洞中
・２６中のガスの密度が変化すると、かかるガスの屈
折率の対応する変化を生じる。
光共振器２１Ｂの屈折率のかかる変化は、この光共振Ｆ
ｉ２１Ｂの反射率曲線上にとったオペレーティングセグ
メント（単数及び複数）の対応するマイクロシフトを空
洞２６中のガス密度関数として生じる。その結果、セン
サー２２８の出力光は、その光共振器２１Ｂにより空洞
２６中のガス密度の関数としてスペクトル変調されて、
かかる密度に関する正確な情報を含みもつことになる。
ｉ２１Ｂの反射率曲線上にとったオペレーティングセグ
メント（単数及び複数）の対応するマイクロシフトを空
洞２６中のガス密度関数として生じる。その結果、セン
サー２２８の出力光は、その光共振器２１Ｂにより空洞
２６中のガス密度の関数としてスペクトル変調されて、
かかる密度に関する正確な情報を含みもつことになる。
センサー２２８は、開口１９又は開口２３を介して外部
と流通し内圧が外圧と等しくなっているため、使用中に
このセンサーの反射面２７と反射面２９の距離が変化す
ることはないものと思われる。言うまでもないことであ
るが、ガス密度センサー２２８は排気されないため、ゲ
ッター用環状体を空洞２６中に設ける必要はない。セン
サー２２８は、センサー２２Ａに関連して述べた光学測
定装置の実施例装置１と２のどちらにも使用可能である
。
と流通し内圧が外圧と等しくなっているため、使用中に
このセンサーの反射面２７と反射面２９の距離が変化す
ることはないものと思われる。言うまでもないことであ
るが、ガス密度センサー２２８は排気されないため、ゲ
ッター用環状体を空洞２６中に設ける必要はない。セン
サー２２８は、センサー２２Ａに関連して述べた光学測
定装置の実施例装置１と２のどちらにも使用可能である
。
スペクトル変調方式センサーの第３実施例２２Ｃ（温度
センサー） 第１１図と第１１ａ図を参照して説明するに、図示のス
ペクトル変調方式センサー２２の第３実施例２２Ｃは、
外周面９９をもつ任意の基板９２を具備した温度センサ
ー２２Ｃである。この基板９２は、反射内面９６、反射
外面９８、及び外周面１００を有する感受性媒質の層９
４を支持している。基板９２は、全ての点で、前に論し
たセンサー２２の基板９と類似している。感受性媒質９
４は、その反射内面９６と反射外面９８と共に光共振器
２１Ｃを形成する。
センサー） 第１１図と第１１ａ図を参照して説明するに、図示のス
ペクトル変調方式センサー２２の第３実施例２２Ｃは、
外周面９９をもつ任意の基板９２を具備した温度センサ
ー２２Ｃである。この基板９２は、反射内面９６、反射
外面９８、及び外周面１００を有する感受性媒質の層９
４を支持している。基板９２は、全ての点で、前に論し
たセンサー２２の基板９と類似している。感受性媒質９
４は、その反射内面９６と反射外面９８と共に光共振器
２１Ｃを形成する。
外光の光共振器２ＩＣに侵入しないことが好ましい。従
って、光吸収及び／又は反射コーティングを、感受性媒
質９４の外面９８と外周面１００、及び基板９２の外周
面９９に蒸着する。こうする代りに、望ましくない光の
侵入を排除するため、金属、又は何か他の伝熱性の遮光
材料などでつくった遮光ハウジングをセンサー２２Ｃ及
びセンサー用光ファイバー１４の外周部を覆って所定位
置に固着することも可能である。
って、光吸収及び／又は反射コーティングを、感受性媒
質９４の外面９８と外周面１００、及び基板９２の外周
面９９に蒸着する。こうする代りに、望ましくない光の
侵入を排除するため、金属、又は何か他の伝熱性の遮光
材料などでつくった遮光ハウジングをセンサー２２Ｃ及
びセンサー用光ファイバー１４の外周部を覆って所定位
置に固着することも可能である。
センサー２２Ｃは、このセンサー２２Ｃを、第１図と第
４図に示すセンサー２２に代えて、センサー用光ファイ
バー１４の自由端に、センサー２２Ａに関連して示した
方法で接着することにより、温度を測定するために光学
測定装置の実施例装置１と実施例装置２のどちらかの装
置にも使用可能である。こうする代りに、基板９２より
はむしろ感受性媒質９４がセンサー用光ファイバー１４
と接触するように素子配列を逆にしてセンサー２２Ｃを
センサー用光ファイバー１４に取付けることも可能であ
る。あるいはまた、センサー２２Ｃが基板を全然含まな
いようにすることも可能であるが、その場合にしよ感受
性媒質９４を直接にセンサー用光ファイバー１４の自由
端に取付ける。
４図に示すセンサー２２に代えて、センサー用光ファイ
バー１４の自由端に、センサー２２Ａに関連して示した
方法で接着することにより、温度を測定するために光学
測定装置の実施例装置１と実施例装置２のどちらかの装
置にも使用可能である。こうする代りに、基板９２より
はむしろ感受性媒質９４がセンサー用光ファイバー１４
と接触するように素子配列を逆にしてセンサー２２Ｃを
センサー用光ファイバー１４に取付けることも可能であ
る。あるいはまた、センサー２２Ｃが基板を全然含まな
いようにすることも可能であるが、その場合にしよ感受
性媒質９４を直接にセンサー用光ファイバー１４の自由
端に取付ける。
非限定例として、２種の温度センサー２２Ｃについて論
しよう。
しよう。
第１種の温度セン・！Ｊ゛−２２Ｃの場合、感受性媒質
９４を０．７μｍの厚さのシリコン層とし、その内面と
外面をこの温度センサー２２Ｃへ入射する光の平均波長
の１／２０以内の程度に平坦な光学的平面とするのが好
ましい。基板９２は７７４０パイレツクスガラス（Ｐｙ
ｒｅｘ Ｈｌａｓｓ）の層とする。
９４を０．７μｍの厚さのシリコン層とし、その内面と
外面をこの温度センサー２２Ｃへ入射する光の平均波長
の１／２０以内の程度に平坦な光学的平面とするのが好
ましい。基板９２は７７４０パイレツクスガラス（Ｐｙ
ｒｅｘ Ｈｌａｓｓ）の層とする。
７７４０パイレックスガラスウェファ−とシリコンウェ
ファ−とを選択して複数個のかかるセンサー２２Ｃを同
時につくることが好ましい。パイレックスガラスウェフ
ァ−とシリコンウェファ−を接着し、シリコンウェファ
−を研磨し、エツチングして所望の厚さにする。光吸収
及び／又は反射コーティングを施す。最後に、圧力セン
サー２２Ａに関連して前に述べたものと類似の方法でこ
のウェファ−のサンドインチ状組立体をグイシングして
温度センサー２２Ｃのチップに分割する。
ファ−とを選択して複数個のかかるセンサー２２Ｃを同
時につくることが好ましい。パイレックスガラスウェフ
ァ−とシリコンウェファ−を接着し、シリコンウェファ
−を研磨し、エツチングして所望の厚さにする。光吸収
及び／又は反射コーティングを施す。最後に、圧力セン
サー２２Ａに関連して前に述べたものと類似の方法でこ
のウェファ−のサンドインチ状組立体をグイシングして
温度センサー２２Ｃのチップに分割する。
第１種の温度センサーを使用する場合、かかるセンサー
の光共振器２１Ｃの反射内面９６にセンサー用光ファイ
バー１４から入射する光はこの共振器の反射内面９６と
反射外面９８の間で多重内面反射を繰り返す。シリコン
層の温度が変化すると、シリコン層９４の屈折率も又変
化する。
の光共振器２１Ｃの反射内面９６にセンサー用光ファイ
バー１４から入射する光はこの共振器の反射内面９６と
反射外面９８の間で多重内面反射を繰り返す。シリコン
層の温度が変化すると、シリコン層９４の屈折率も又変
化する。
光共振器２１Ｃの屈折率のかかる変化は、この光共振器
２１Ｃの反射率曲線の上にとったオペレーティングセグ
メント（単数及び複数）の対応するマイクロシフトをセ
ンサー２２Ｃが置かれている温度の関数として生じるが
、この間の事情はセンサー２２に関連して前に述べたと
ころと全く同様である。その結果、センサー２２Ｃの出
力光は、このセンサー２２Ｇが置かれている温度の関数
としてこのセンサーの光共振器２ＩＣによりスペクトル
変調されて、かかる温度に関する正確な情報を含みもつ
ことになる。
２１Ｃの反射率曲線の上にとったオペレーティングセグ
メント（単数及び複数）の対応するマイクロシフトをセ
ンサー２２Ｃが置かれている温度の関数として生じるが
、この間の事情はセンサー２２に関連して前に述べたと
ころと全く同様である。その結果、センサー２２Ｃの出
力光は、このセンサー２２Ｇが置かれている温度の関数
としてこのセンサーの光共振器２ＩＣによりスペクトル
変調されて、かかる温度に関する正確な情報を含みもつ
ことになる。
シリコンに代えて、感受性媒質９４は、シリコン以外の
半導体材料、ある種のガラス、及びプラスチックの薄膜
などの、問題とする測定温度範囲にわたって顕著に変化
する屈折率を有する他の任意な材料で形成することも可
能である。
半導体材料、ある種のガラス、及びプラスチックの薄膜
などの、問題とする測定温度範囲にわたって顕著に変化
する屈折率を有する他の任意な材料で形成することも可
能である。
第２種の温度センサー２２Ｃは、以下の議論から明白に
なる相違を別にすれば、たった今述べたばかりの第１種
のセンサーと全ての点において同じである。
なる相違を別にすれば、たった今述べたばかりの第１種
のセンサーと全ての点において同じである。
第２種の温度センサーの場合、感受性媒質９４は、塩化
ポリビニルやポリエチレンなどの、比較的高い温度膨張
係数を好ましくは有する材料の層から成る。基板９２は
、この場合もまた、７７４０パイレツクスガラスの層で
ある。
ポリビニルやポリエチレンなどの、比較的高い温度膨張
係数を好ましくは有する材料の層から成る。基板９２は
、この場合もまた、７７４０パイレツクスガラスの層で
ある。
第２種の温度センサーを使用する場合、かかるセンサー
の光共振器２１Ｃの反射面９６にセンサー用光ファイバ
ー１４から入射する光はこの共振器の反射内面９６と反
射外面９８の間で多重内面反射を繰り返す。感受性媒質
９４の温度が変化すると、かかる媒質は膨張、又は収縮
し、それによって反射面９６．９８の距離が変化する。
の光共振器２１Ｃの反射面９６にセンサー用光ファイバ
ー１４から入射する光はこの共振器の反射内面９６と反
射外面９８の間で多重内面反射を繰り返す。感受性媒質
９４の温度が変化すると、かかる媒質は膨張、又は収縮
し、それによって反射面９６．９８の距離が変化する。
光共振器２１Ｃの反射面９６．９８間の距離の、かかる
変化は、この光共振器２１Ｃの反射率曲線とこの上にと
ったオペレーティングセグメント（単数、又は複数）の
対応するマイクロシフトをセンサー２２Ｃが置かれてい
る温度の関数として生じるが、この間の事情はセンサー
２２に関して前に述べたところと全く同様である。その
結果、センサー２２Ｃの出力光は、このセンサー２２Ｃ
が置かれている温度の関数としてこのセンサーの光共振
器２１Ｇによりスペクトル変調されて、かかる温度に関
する正確な情報を含みもつことになる。
変化は、この光共振器２１Ｃの反射率曲線とこの上にと
ったオペレーティングセグメント（単数、又は複数）の
対応するマイクロシフトをセンサー２２Ｃが置かれてい
る温度の関数として生じるが、この間の事情はセンサー
２２に関して前に述べたところと全く同様である。その
結果、センサー２２Ｃの出力光は、このセンサー２２Ｃ
が置かれている温度の関数としてこのセンサーの光共振
器２１Ｇによりスペクトル変調されて、かかる温度に関
する正確な情報を含みもつことになる。
スペクトル変調方式センサーの第４実施例（Ｐ Ｈ）（
温度センサー２２Ｃの変形） 温度センサー２２ＣはｐＨセンサーを形成するように変
更できることに注意すべきである。これは、ｐ Ｈの変
化に応じて収縮又は膨張するガラスなどの材料で感受性
媒質９４をつくることにより行なわれる。以下に論じる
相違を別にすれば、ｐＨセンサーは上述の温度センサー
２２Ｃと全ての点において同じであることに注意すべき
である。
温度センサー２２Ｃの変形） 温度センサー２２ＣはｐＨセンサーを形成するように変
更できることに注意すべきである。これは、ｐ Ｈの変
化に応じて収縮又は膨張するガラスなどの材料で感受性
媒質９４をつくることにより行なわれる。以下に論じる
相違を別にすれば、ｐＨセンサーは上述の温度センサー
２２Ｃと全ての点において同じであることに注意すべき
である。
ｐＨセンサー２２Ｃの感受性媒質９４は、アメリカ合衆
国、ニューヨーク州（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ） 、コーニン
グ（Ｃｏｒｎｉｎｇ ）に所在のコーニングガラス社（
Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ、）がつくっている
０１５形（ＴｙｐｅＯ１５） Ｉ） Ｈ感受性ガラスで
つくることができる。ｐＨ感受性ガラス層９４と、その
反射面９６及び反射面９８とが光共振器２ＩＣを形成す
る。
国、ニューヨーク州（Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ） 、コーニン
グ（Ｃｏｒｎｉｎｇ ）に所在のコーニングガラス社（
Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ、）がつくっている
０１５形（ＴｙｐｅＯ１５） Ｉ） Ｈ感受性ガラスで
つくることができる。ｐＨ感受性ガラス層９４と、その
反射面９６及び反射面９８とが光共振器２ＩＣを形成す
る。
ｐＨセンサーの作動について説明するに、ｐＨの変化に
応じてしてｐＨ感受性ガラス層９４が収縮又は膨張する
と、このセンサーの光共振器２１Ｃの反射面９６．９８
はｐＨの変化に応じて互いに接近したり、互いに離隔し
たりするように移動する。離隔反射面９６と９８の距離
のかかる変化は、光共振器２１Ｃの反射率曲線の上にと
ったオベレーティングセグメント（単数及び複数）の対
応するマイクロシフトをセンサー２２Ｃが置かれている
溶液のＰＨの関数として生じるが、この間の事情はセン
サー２２に関して前に述べたところと全く同様である。
応じてしてｐＨ感受性ガラス層９４が収縮又は膨張する
と、このセンサーの光共振器２１Ｃの反射面９６．９８
はｐＨの変化に応じて互いに接近したり、互いに離隔し
たりするように移動する。離隔反射面９６と９８の距離
のかかる変化は、光共振器２１Ｃの反射率曲線の上にと
ったオベレーティングセグメント（単数及び複数）の対
応するマイクロシフトをセンサー２２Ｃが置かれている
溶液のＰＨの関数として生じるが、この間の事情はセン
サー２２に関して前に述べたところと全く同様である。
その結果、ｐＨセンサー２２Ｃの出力光は、かかるセン
サーが置かれている溶液のｐＨの関数としてこのセンサ
ーの光共振器２１Ｃにより分光変調されてかかるｐＨに
関する正確な情報を含みもつことになる。
サーが置かれている溶液のｐＨの関数としてこのセンサ
ーの光共振器２１Ｃにより分光変調されてかかるｐＨに
関する正確な情報を含みもつことになる。
スペクトル変調方式センサーの第５実施例（化学センサ
ー） 第１２図及び第１２ａ図に転じて説明するに、同図には
基板１０４、底面反射面１０７をもった空洞１０６、及
び内面反射面１１２をもったカバー１０８を具備する、
スペクトル変調方式センサー２２の第５実施例が図示さ
れている。こうする代りに、空洞１０６をカバー１０８
中に形成することも可能であるし、あるいは又空洞１０
６をカバー１０８と基板１０４の両方に形成することも
可能であるが、この点に関してばセンサー２２Ａに関連
して既に言及したところであって、例えば第８ｂ図のセ
ンサー２２Ａａを参照されたい。カバー１０８は被測定
物理パラメータを透過するような材料を選択してつくる
ものとし、他方空洞１０６には被測定物理パラメータの
変化に応じて変化する物理的性質を有する感受性媒質１
１０を充填するものとする。センサー２２Ｄの光共振器
２１Ｄは、反射面１０７．１１２及び感受性媒質１１０
から成る。スペクトル変調方式センサー２２Ｄは、セン
サー２２Ａの場合と同様に、センサー用光ファイバー３
４の一端に固着されて、検出した化学種、すなわち原子
、分子及びイオンを測定するために光学測定装置の第１
実施例装置１と第２実施例装置２のどちらにも使用可能
である。
ー） 第１２図及び第１２ａ図に転じて説明するに、同図には
基板１０４、底面反射面１０７をもった空洞１０６、及
び内面反射面１１２をもったカバー１０８を具備する、
スペクトル変調方式センサー２２の第５実施例が図示さ
れている。こうする代りに、空洞１０６をカバー１０８
中に形成することも可能であるし、あるいは又空洞１０
６をカバー１０８と基板１０４の両方に形成することも
可能であるが、この点に関してばセンサー２２Ａに関連
して既に言及したところであって、例えば第８ｂ図のセ
ンサー２２Ａａを参照されたい。カバー１０８は被測定
物理パラメータを透過するような材料を選択してつくる
ものとし、他方空洞１０６には被測定物理パラメータの
変化に応じて変化する物理的性質を有する感受性媒質１
１０を充填するものとする。センサー２２Ｄの光共振器
２１Ｄは、反射面１０７．１１２及び感受性媒質１１０
から成る。スペクトル変調方式センサー２２Ｄは、セン
サー２２Ａの場合と同様に、センサー用光ファイバー３
４の一端に固着されて、検出した化学種、すなわち原子
、分子及びイオンを測定するために光学測定装置の第１
実施例装置１と第２実施例装置２のどちらにも使用可能
である。
非限定例として説明するに、カバー１０８ ハ、金属や
他の材料を感受性媒質１１０の外面上に蒸着して多孔性
パターンを形成させたもの、微孔質ガラス、あるいはシ
リコンなどの材料をエツチングして多孔性パターンを形
成させるとか、何が別法によりつくるとかしてかかる材
料を介して感受性媒質１１０と外部環境とが連通ずるよ
うにしたもので構成される。代替材料によるカバー１０
８には、透過性膜又は半透膜などのイオン選択性、又は
ガス選択性の膜でつくったものがあり、非限定例を挙げ
れば、かかる膜は、ポリエチレン、酢酸セルローズ、シ
ラスチック（Ｓｉｌａｓｔｉｃ、 ＤｏｗＣｏｒｎｉｎ
ｇ社の製品）などの高分子材料でつくったものであって
もよい。かかる代替材料によるカバー１０８は、非限定
例として述べれば、基板１０４の端面と感受性媒質１１
．０の端面とにかかる膜を回転塗布するとか、ディップ
コーティング（浸漬被覆）するとか、真空蒸着するとか
して形成される。基板１０４と空洞１０６とは、センサ
ー２２Ａの基板２４と空洞２６をつくったときと同様に
してつくることができる。反射面１０７とセンサー用光
ファイバー１４の端面との間に介在させる基板１０４の
厚さは、センサー２２の基板９に関連して記載したもの
と同じパラメータに準拠するものとする。
他の材料を感受性媒質１１０の外面上に蒸着して多孔性
パターンを形成させたもの、微孔質ガラス、あるいはシ
リコンなどの材料をエツチングして多孔性パターンを形
成させるとか、何が別法によりつくるとかしてかかる材
料を介して感受性媒質１１０と外部環境とが連通ずるよ
うにしたもので構成される。代替材料によるカバー１０
８には、透過性膜又は半透膜などのイオン選択性、又は
ガス選択性の膜でつくったものがあり、非限定例を挙げ
れば、かかる膜は、ポリエチレン、酢酸セルローズ、シ
ラスチック（Ｓｉｌａｓｔｉｃ、 ＤｏｗＣｏｒｎｉｎ
ｇ社の製品）などの高分子材料でつくったものであって
もよい。かかる代替材料によるカバー１０８は、非限定
例として述べれば、基板１０４の端面と感受性媒質１１
．０の端面とにかかる膜を回転塗布するとか、ディップ
コーティング（浸漬被覆）するとか、真空蒸着するとか
して形成される。基板１０４と空洞１０６とは、センサ
ー２２Ａの基板２４と空洞２６をつくったときと同様に
してつくることができる。反射面１０７とセンサー用光
ファイバー１４の端面との間に介在させる基板１０４の
厚さは、センサー２２の基板９に関連して記載したもの
と同じパラメータに準拠するものとする。
第１例では、感受性媒質１１０には、被測定物理パラメ
ータ、すなわちｐＨ，ｐｏ２ 、ｐｃｏ、、ある種のイ
オン等々などの検出した化学種の濃度、又はかかる化学
種の存在比に応じて収縮及び／又は膨張するようなもの
を選択するものとする。この例で、感受性媒質１０８は
、基板１０４に接着できて撓むことのできるものを選択
するものとする。
ータ、すなわちｐＨ，ｐｏ２ 、ｐｃｏ、、ある種のイ
オン等々などの検出した化学種の濃度、又はかかる化学
種の存在比に応じて収縮及び／又は膨張するようなもの
を選択するものとする。この例で、感受性媒質１０８は
、基板１０４に接着できて撓むことのできるものを選択
するものとする。
センサー２２Ｄの作動時に、感受性媒質１１０は、かか
る収縮又は膨張により、カバー１０８を内側及び／又は
外側へ或はより大きく、或はより小さく、弓なりに湾曲
させる。その結果、光共振器２１Ｄはセンサー２２Ｄの
出力光を検出した化学種の濃度、又は存在比の関数とし
てスペクトル変調するが、この間の事情は圧力センサー
２２Ａに関連して既に述べたところと全く同様である。
る収縮又は膨張により、カバー１０８を内側及び／又は
外側へ或はより大きく、或はより小さく、弓なりに湾曲
させる。その結果、光共振器２１Ｄはセンサー２２Ｄの
出力光を検出した化学種の濃度、又は存在比の関数とし
てスペクトル変調するが、この間の事情は圧力センサー
２２Ａに関連して既に述べたところと全く同様である。
その結果、光共振器２１Ｄのスペクトル変調された出力
光は、検出した化学種に関する情報を含みもつことにな
る。
光は、検出した化学種に関する情報を含みもつことにな
る。
こうする代わりに、この第１例において、カバー１０８
を基板１０４に接着さゼずに、惑受性媒質１１０に接着
させてその外面から延びるように構成することもできこ
うした場合でもまた、光共振器２１Ｄは反射面１０７．
１１２及び感受性媒質１１０から成る。この場合、感受
性媒質１１０の収縮又は膨張はカバー１０８とその反射
面１１２を弓なりに湾曲させず、その代わりにカバー１
０８とその反射面１１２をいくぶんとも平行様式で反射
面１０７に対して接近又は離隔するように変位させるこ
とにより、なおセンサー２２Ｄの出力光を検出した化学
種の関数としてスペクトル変調するが、この間の事情は
前にセンサー２２及びセンサー２２Ａに関して述べたと
ころと全く同様である。
を基板１０４に接着さゼずに、惑受性媒質１１０に接着
させてその外面から延びるように構成することもできこ
うした場合でもまた、光共振器２１Ｄは反射面１０７．
１１２及び感受性媒質１１０から成る。この場合、感受
性媒質１１０の収縮又は膨張はカバー１０８とその反射
面１１２を弓なりに湾曲させず、その代わりにカバー１
０８とその反射面１１２をいくぶんとも平行様式で反射
面１０７に対して接近又は離隔するように変位させるこ
とにより、なおセンサー２２Ｄの出力光を検出した化学
種の関数としてスペクトル変調するが、この間の事情は
前にセンサー２２及びセンサー２２Ａに関して述べたと
ころと全く同様である。
あるいは、この第１例において、カバー１０８を省略し
て感受性媒質１１０の外面をその反射率が増加するよう
に必要に応じて処理することもできる。このような場合
、光共振器２］Ｄは感受性媒質１１０、その外面及びこ
の媒質の底面反射面から成ることになる。かかる光共振
器は、その感受性媒質１１０の収縮又は膨張がこの媒質
の外面と底面反射面１０７とを互に接近、又は離隔する
よう移動させるとき、センサー２２Ｄの出力光のスペク
トル変調を生じるがこの間の事情はセンサー２２及びセ
ンサー２２Ａに関して述べたところと全く同様である。
て感受性媒質１１０の外面をその反射率が増加するよう
に必要に応じて処理することもできる。このような場合
、光共振器２］Ｄは感受性媒質１１０、その外面及びこ
の媒質の底面反射面から成ることになる。かかる光共振
器は、その感受性媒質１１０の収縮又は膨張がこの媒質
の外面と底面反射面１０７とを互に接近、又は離隔する
よう移動させるとき、センサー２２Ｄの出力光のスペク
トル変調を生じるがこの間の事情はセンサー２２及びセ
ンサー２２Ａに関して述べたところと全く同様である。
あるいは、この第１例において、第１１図と第１１ａ図
を参照して、同図に示す平坦な基板９２を基板１０４に
代えて使用し、この基板９２の上に同図に使用の媒質９
４の代わりに感受性媒質１１０の薄いコーティングを真
空蒸着、又は回転塗布などにより施すこともできよう。
を参照して、同図に示す平坦な基板９２を基板１０４に
代えて使用し、この基板９２の上に同図に使用の媒質９
４の代わりに感受性媒質１１０の薄いコーティングを真
空蒸着、又は回転塗布などにより施すこともできよう。
言うまでもないことであるが、センサー２２の基板９に
関して前に論じたように、基板１０４を省略し、感受性
媒質１１０をセンサー用光フアイバー１４の端面に直接
配置する代替形センサーも可能である。
関して前に論じたように、基板１０４を省略し、感受性
媒質１１０をセンサー用光フアイバー１４の端面に直接
配置する代替形センサーも可能である。
感受性媒質１１０の外面の表面反射率を任意の通常技術
を使用して増大させるようにすることもできよう。この
代替形センサーの場合、光共振器２１Ｄは、感受性媒質
１１０の層、及びセンサー２２Ｃの反射面９６．９８に
それぞれ対応する。
を使用して増大させるようにすることもできよう。この
代替形センサーの場合、光共振器２１Ｄは、感受性媒質
１１０の層、及びセンサー２２Ｃの反射面９６．９８に
それぞれ対応する。
この媒質１１０の内側の反射面と外側の反射面とから成
ることになる。感受性媒質１１０の収縮、又は膨張によ
りその反射面が互に接近し、又は離隔するよう移動させ
られるときスペクトル変調が生じるが、この間の事情は
センサー２２及び圧力センサー２２Ａに関して前に述べ
たところと全く同様である。
ることになる。感受性媒質１１０の収縮、又は膨張によ
りその反射面が互に接近し、又は離隔するよう移動させ
られるときスペクトル変調が生じるが、この間の事情は
センサー２２及び圧力センサー２２Ａに関して前に述べ
たところと全く同様である。
第１例に関する非限定例について説明するに、感受性媒
質１１０を、アメリカ合衆国、ミシガン州（Ｍｉｃｈｉ
ｇａｎ） 、ミドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ ）に所在の
ダウコーニング社（Ｄｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇＣｏｒｐ、
）によりつくられたシリコンゴムであるとする。先ず
空洞１０６を排気し、次に重合はしているが未硬化のシ
リコンゴムを空洞１０６の中に流し込むことによりこの
空洞１０６をシリコンゴムで充填する。
質１１０を、アメリカ合衆国、ミシガン州（Ｍｉｃｈｉ
ｇａｎ） 、ミドランド（Ｍｉｄｌａｎｄ ）に所在の
ダウコーニング社（Ｄｏｗ ＣｏｒｎｉｎｇＣｏｒｐ、
）によりつくられたシリコンゴムであるとする。先ず
空洞１０６を排気し、次に重合はしているが未硬化のシ
リコンゴムを空洞１０６の中に流し込むことによりこの
空洞１０６をシリコンゴムで充填する。
周知のように、シリコンゴムを本明細書で謂う被測定物
理パラメータ、すなわち或は化学種、特にエチルエーテ
ルやクロロフォルムなどの溶媒にさらすと、シリコンゴ
ムは検出した化学種の濃度によって膨張及び／又は収縮
する。
理パラメータ、すなわち或は化学種、特にエチルエーテ
ルやクロロフォルムなどの溶媒にさらすと、シリコンゴ
ムは検出した化学種の濃度によって膨張及び／又は収縮
する。
第２例では、感受性媒質には、その屈折率が被測定物理
パラメータ、すなわちｐＨ，ｐｏｔ、ｐｃｏ２、成る種
のイオン等々などの検出した化学種の深度及び／又は存
在比の関数として変化するようなものを選択するものと
する。カバー１０８には、かかるセンサー２２Ｄの使用
中に顕著には撓むことのないようなものを選択すること
が好ましい。
パラメータ、すなわちｐＨ，ｐｏｔ、ｐｃｏ２、成る種
のイオン等々などの検出した化学種の深度及び／又は存
在比の関数として変化するようなものを選択するものと
する。カバー１０８には、かかるセンサー２２Ｄの使用
中に顕著には撓むことのないようなものを選択すること
が好ましい。
センサー２２Ｄの作動時に、感受性媒質１１０の屈折率
のかかる変化は、光共振器２１Ｄをして、センサー２２
Ｄの出力光を検出した化学種の濃度、又は存在比の関数
としてスペクトル変調せしめるが、この間の事情はセン
サー２２Ｃに関して述べたところと全く同様である。そ
の結果、光共振器２１Ｄの、スペクトル変調された出力
光は検出した化学種の濃度又は存在比に関する情報を含
みもつことになる。
のかかる変化は、光共振器２１Ｄをして、センサー２２
Ｄの出力光を検出した化学種の濃度、又は存在比の関数
としてスペクトル変調せしめるが、この間の事情はセン
サー２２Ｃに関して述べたところと全く同様である。そ
の結果、光共振器２１Ｄの、スペクトル変調された出力
光は検出した化学種の濃度又は存在比に関する情報を含
みもつことになる。
こうする代わりに、この第２例において、カバー１０８
を省略し、光共振器２１Ｄの感受性媒質の外面をその反
射率が増すように必要に応じて処理してもよい。こうし
た場合、光共振器２１Ｄは、感受性媒質１１０及びその
内面反射面とその外面反射面とから成ることになる。か
かる光共振器２１Ｄは、その感受性媒質１１０の屈折率
が変化するとき、センサー２２Ｄの出力光をスペクトル
変調するが、この間の事情はセンサー２２Ｃに関して述
べたところと全く同様である。
を省略し、光共振器２１Ｄの感受性媒質の外面をその反
射率が増すように必要に応じて処理してもよい。こうし
た場合、光共振器２１Ｄは、感受性媒質１１０及びその
内面反射面とその外面反射面とから成ることになる。か
かる光共振器２１Ｄは、その感受性媒質１１０の屈折率
が変化するとき、センサー２２Ｄの出力光をスペクトル
変調するが、この間の事情はセンサー２２Ｃに関して述
べたところと全く同様である。
あるいは、この第２例において、第１１図と第１１ａ図
を参照して、同図に示す平坦な基板９２を基板１０４に
代えて使用し、この基板９２上に同図に使用の媒質９４
の代わりに感受性媒質１１０の薄いコーティングを真空
蒸着、又は回転塗布などにより施すこともできよう。言
うまでもないことであるが、センサー２２の基板９に関
して前に論したように、基板１０４を省略し、感受性媒
質１１０をセンサー用光ファ゛イバー１４の端面に直接
配置する代替形センサーも可能である。感受性媒質１１
０の外面の表面反射率を任意の１ｆｆｌ常技術を使用し
て増大させるようにすることもできよう。
を参照して、同図に示す平坦な基板９２を基板１０４に
代えて使用し、この基板９２上に同図に使用の媒質９４
の代わりに感受性媒質１１０の薄いコーティングを真空
蒸着、又は回転塗布などにより施すこともできよう。言
うまでもないことであるが、センサー２２の基板９に関
して前に論したように、基板１０４を省略し、感受性媒
質１１０をセンサー用光ファ゛イバー１４の端面に直接
配置する代替形センサーも可能である。感受性媒質１１
０の外面の表面反射率を任意の１ｆｆｌ常技術を使用し
て増大させるようにすることもできよう。
この代替形センサーの場合、光共振器２１Ｄは感受性媒
質１１０の層、及びセンサー２２Ｃの反射面９６．９８
にそれぞれ対応する、この場合１１０の内側の反射面と
外側の反射面とから成ることになる。スペクトル変調は
、感受性媒質１１０の屈折率が検出した化学種の濃度、
又は存在比の関数として変化するときに生じるが、この
間の事情は温度センサー２２Ｃに関して述べたところと
全く同様である。
質１１０の層、及びセンサー２２Ｃの反射面９６．９８
にそれぞれ対応する、この場合１１０の内側の反射面と
外側の反射面とから成ることになる。スペクトル変調は
、感受性媒質１１０の屈折率が検出した化学種の濃度、
又は存在比の関数として変化するときに生じるが、この
間の事情は温度センサー２２Ｃに関して述べたところと
全く同様である。
第２例に関する比限定例について説明するに、感受性媒
質１１０をメチレンブルーなどの指示薬と共重合してい
るポリスチレンなどの高分子媒質であるように選択する
。
質１１０をメチレンブルーなどの指示薬と共重合してい
るポリスチレンなどの高分子媒質であるように選択する
。
使用の場合には、検出した化学種は高分子媒質１１０中
の指示薬を相互作用を及ぼし合ってかかる指示薬の変化
を惹起することにより、高分子媒質１１０の屈折率を変
化させる。センサー２２Ｄをこの例に記したように構成
すると、かかるセンサーは水素イオン濃度、又は酸素ガ
ス濃度を測定することができる。
の指示薬を相互作用を及ぼし合ってかかる指示薬の変化
を惹起することにより、高分子媒質１１０の屈折率を変
化させる。センサー２２Ｄをこの例に記したように構成
すると、かかるセンサーは水素イオン濃度、又は酸素ガ
ス濃度を測定することができる。
第３例では、感受性媒質１１０を、この媒質が第１の溶
媒又は第１の溶媒／溶質の溶液であるように選択すると
共に、カバー１０８を基板１０４に接着する。使用の場
合には、センサー２２Ｄを第２の溶媒、又は第２の溶媒
／溶質の溶液中に浸漬するが、上記第２の溶媒、又は第
２の溶媒／溶質の溶液は必ずしも第１の溶媒、又は第１
の溶媒／溶質の溶液と同じものである必要はない。検出
した化学種は第１及び／又は第２の溶媒／溶質の溶液中
の溶質の少なくとも１つの成分である。カバー１０８は
、第１及び／又は第２の溶媒の少なくとも１つの溶媒及
び／又は第１及び／又は第２の溶媒／溶質の溶液中の溶
質の少なくとも１つの成分に対して半透性のものである
。
媒又は第１の溶媒／溶質の溶液であるように選択すると
共に、カバー１０８を基板１０４に接着する。使用の場
合には、センサー２２Ｄを第２の溶媒、又は第２の溶媒
／溶質の溶液中に浸漬するが、上記第２の溶媒、又は第
２の溶媒／溶質の溶液は必ずしも第１の溶媒、又は第１
の溶媒／溶質の溶液と同じものである必要はない。検出
した化学種は第１及び／又は第２の溶媒／溶質の溶液中
の溶質の少なくとも１つの成分である。カバー１０８は
、第１及び／又は第２の溶媒の少なくとも１つの溶媒及
び／又は第１及び／又は第２の溶媒／溶質の溶液中の溶
質の少なくとも１つの成分に対して半透性のものである
。
使用の場合には、カバー１０８の内と外のイオン濃度の
差が浸透圧の差を生じ、この浸透圧の差が、今度はカバ
ー１０８を、検出した化学種の関数として内側及び／又
は外側へ弓なりに湾曲させる。カバー１０８の、かかる
弓なり湾曲は、光共振器２１Ｄをして、センサー２２Ｄ
の出力を検出した化学種の濃度、又は存在比の関数とし
てスペクトル変調せしめるが、その結果、光共振器２１
Ｄのスペクトル変調された出力光は検出した化学種の濃
度、又は存在比に関する情報を含みもつことになる。
差が浸透圧の差を生じ、この浸透圧の差が、今度はカバ
ー１０８を、検出した化学種の関数として内側及び／又
は外側へ弓なりに湾曲させる。カバー１０８の、かかる
弓なり湾曲は、光共振器２１Ｄをして、センサー２２Ｄ
の出力を検出した化学種の濃度、又は存在比の関数とし
てスペクトル変調せしめるが、その結果、光共振器２１
Ｄのスペクトル変調された出力光は検出した化学種の濃
度、又は存在比に関する情報を含みもつことになる。
第３例に関する非限定例について説明するに、一方では
感受性媒質１１０を塩の水溶液とし、他方半透性カバー
１０８をナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）でつくるものとす
る。ここに、ナフィオンとは、アメリカ合衆国、ミシガ
ン州（Ｍｉｃｈｉｇａｎ） 、ミドランド（旧旧ａｎｄ
）に所在のダウケミカル社（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏ、）で製造のスルフォン化フルオロカーボン樹脂
である。センサー２２Ｄをこのように構成すると、かか
るセンサーは水中に溶解している種々の塩の濃度及び／
又は存在比を検出することができる。
感受性媒質１１０を塩の水溶液とし、他方半透性カバー
１０８をナフィオン（Ｎａｆｉｏｎ）でつくるものとす
る。ここに、ナフィオンとは、アメリカ合衆国、ミシガ
ン州（Ｍｉｃｈｉｇａｎ） 、ミドランド（旧旧ａｎｄ
）に所在のダウケミカル社（ＤｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ
Ｃｏ、）で製造のスルフォン化フルオロカーボン樹脂
である。センサー２２Ｄをこのように構成すると、かか
るセンサーは水中に溶解している種々の塩の濃度及び／
又は存在比を検出することができる。
光学測定装置の透過形実施例
第１３図と第１４図を参照して説明するに、同図には光
学測定装置の第３実施例装置と第４実施例装置が図示さ
れている。この第３実施例装置と第４実施例装置は、以
下の論議から明らかになる点を別にすれば、第１図と第
４図δこ図示した光学測定装置の第１実施例装置と第２
実施例装置とに夫々に等しいため、対応する図面におい
ては同一部分に対し同一の参照番号を使用する。
学測定装置の第３実施例装置と第４実施例装置が図示さ
れている。この第３実施例装置と第４実施例装置は、以
下の論議から明らかになる点を別にすれば、第１図と第
４図δこ図示した光学測定装置の第１実施例装置と第２
実施例装置とに夫々に等しいため、対応する図面におい
ては同一部分に対し同一の参照番号を使用する。
第１３図と第１４図において、図に示すように、分離さ
れている入力光ファイバー１４．１６を使用する。光源
１０、又は光源４８からの入力測定光は、入力光ファイ
バー１４によりスペクトル変調方式センサー２２に伝送
され、ここで入力測定光は光共振器２１により被測定物
理パラメータの関数としてスペクトル変調される。セン
サー２２からのスペクトル変調された出力光は出力光フ
ァイバー１６により検出され、ここでこのスペクトル変
調された出力光は前に第１図と第４図に関連して述べた
と同様にして電気出力測定信号に変換され、この出力測
定信号は出力端子３６．７７へ供給される。
れている入力光ファイバー１４．１６を使用する。光源
１０、又は光源４８からの入力測定光は、入力光ファイ
バー１４によりスペクトル変調方式センサー２２に伝送
され、ここで入力測定光は光共振器２１により被測定物
理パラメータの関数としてスペクトル変調される。セン
サー２２からのスペクトル変調された出力光は出力光フ
ァイバー１６により検出され、ここでこのスペクトル変
調された出力光は前に第１図と第４図に関連して述べた
と同様にして電気出力測定信号に変換され、この出力測
定信号は出力端子３６．７７へ供給される。
第１３図と第１４図は、光学測定装置の透過形実施例装
置を示している。というのは、センサー２２へ入射する
入力測定光は第１図と第４図に示す光学測定装置の反射
形実施例装置の場合のように入力測定光が光共振器２１
から反射されるときにスペクトル変調されるのではな（
て、この入力測定光がセンサー２２の光共振器２１を通
過するときにスペクトル変調されるからである。
置を示している。というのは、センサー２２へ入射する
入力測定光は第１図と第４図に示す光学測定装置の反射
形実施例装置の場合のように入力測定光が光共振器２１
から反射されるときにスペクトル変調されるのではな（
て、この入力測定光がセンサー２２の光共振器２１を通
過するときにスペクトル変調されるからである。
周知のごとく、Ｔ＝ｌ−Ｒであり、すでに述べであるよ
うに、Ｔは光共振器２１の透過光に対する透過率に等し
く、Ｒは光共振器２１の反射率に等しい。
うに、Ｔは光共振器２１の透過光に対する透過率に等し
く、Ｒは光共振器２１の反射率に等しい。
従って、当然のこととして、光共振器２１の透過率曲線
は、１８０°位相がずれていることを別にすれば、この
光共振器２１の反射率曲線に等しい。すなわち、透過率
曲線は反射率曲線が最小値をもつところで最大値をもち
、反射率曲線が最大値をもつところで最小値をもつ。
は、１８０°位相がずれていることを別にすれば、この
光共振器２１の反射率曲線に等しい。すなわち、透過率
曲線は反射率曲線が最小値をもつところで最大値をもち
、反射率曲線が最大値をもつところで最小値をもつ。
透過率曲線の、光共振器２１１の任意の感光物理特性の
関数としての、右及び／又は左への変移をまたマイクロ
シフトと呼ぶ。加えて、他の定義で、光共振器２１の反
射率曲線２１について前に与えたもの、たとえば入力測
定光、共振サイクル、及びオペレーティングセグメント
などの定義、及び光学測定装置の第１図と第４図に示す
、反射形の第１と第２の実施例装置について前に述べた
、理論および作動に関する説明は、当該技術分野におい
て通常の技楠を有するものにとって明白な相違を別にす
れば、光共振器２１の透過率曲線、及び第１３図と第１
４図に示す光学測定装置の透過形実施例装置に対しても
又そのまま当てはまるのであって、例えば第１４図の透
過形実施例装置に関して述べるならば、明瞭でないスペ
クトル変調出力光をスペクトル変調方式センサーから発
生させずに最大可能な長さのオペレーティングセグメン
トとその最大可能なマイクロシフティングを利用しよう
とするならば、かかるオペレーティングセグメントの長
さ及びマイクシフティングの中心が透過率曲線の最小値
の近くに落ちるようにするのが望ましい。
関数としての、右及び／又は左への変移をまたマイクロ
シフトと呼ぶ。加えて、他の定義で、光共振器２１の反
射率曲線２１について前に与えたもの、たとえば入力測
定光、共振サイクル、及びオペレーティングセグメント
などの定義、及び光学測定装置の第１図と第４図に示す
、反射形の第１と第２の実施例装置について前に述べた
、理論および作動に関する説明は、当該技術分野におい
て通常の技楠を有するものにとって明白な相違を別にす
れば、光共振器２１の透過率曲線、及び第１３図と第１
４図に示す光学測定装置の透過形実施例装置に対しても
又そのまま当てはまるのであって、例えば第１４図の透
過形実施例装置に関して述べるならば、明瞭でないスペ
クトル変調出力光をスペクトル変調方式センサーから発
生させずに最大可能な長さのオペレーティングセグメン
トとその最大可能なマイクロシフティングを利用しよう
とするならば、かかるオペレーティングセグメントの長
さ及びマイクシフティングの中心が透過率曲線の最小値
の近くに落ちるようにするのが望ましい。
第１５図乃至第１８ａ図のそれぞれに示されているスペ
クトル変調方式センサー２２の特定な透過形実施例に転
して説明するに、個々のかかる特定な透過形実施例は、
第８図乃至第８ｂ図、及び第１０図乃至第１２ａ図のそ
れぞれに示されているスペクトル変調方式センサー２２
の各反射形実施例にそれぞれ対応する。
クトル変調方式センサー２２の特定な透過形実施例に転
して説明するに、個々のかかる特定な透過形実施例は、
第８図乃至第８ｂ図、及び第１０図乃至第１２ａ図のそ
れぞれに示されているスペクトル変調方式センサー２２
の各反射形実施例にそれぞれ対応する。
第１８図と第１８ａ図を含めて、第１５図乃至第１６ａ
図に示すスペクトル変調方式センサー２２の透過形実施
例に関しては、入力光ファイバー１４が上記各図に示す
スペクトル変調方式センサー２２Ａ、２２Ａａ、２２８
、及び２２Ｄの一方の側に接続されている。また上記各
図に示すように、出力光ファイバー１６が、１個以上の
スペーサー１１４を介してスペクトル変調方式センサー
２２Ａ、２２Ａａ、２２８、及び２２Ｄの他の側に、こ
の側から離隔するように接続されている。
図に示すスペクトル変調方式センサー２２の透過形実施
例に関しては、入力光ファイバー１４が上記各図に示す
スペクトル変調方式センサー２２Ａ、２２Ａａ、２２８
、及び２２Ｄの一方の側に接続されている。また上記各
図に示すように、出力光ファイバー１６が、１個以上の
スペーサー１１４を介してスペクトル変調方式センサー
２２Ａ、２２Ａａ、２２８、及び２２Ｄの他の側に、こ
の側から離隔するように接続されている。
スペーサー１１４は、また周囲からのカバー２８．１０
８の外表面への接近を可能にする。スペーサー１１４は
、単に非限定例として挙げたものであるが、そのわけは
周囲からのカバー２８．１０８の外面への接近をなお許
容しつつ、センサー２２の光ファイバー１６との光学的
結合、及び物理的結合を可能にする任意な別の形のコネ
クター／スペーサーも上記スペーサーと同様に役立つか
らである。
８の外表面への接近を可能にする。スペーサー１１４は
、単に非限定例として挙げたものであるが、そのわけは
周囲からのカバー２８．１０８の外面への接近をなお許
容しつつ、センサー２２の光ファイバー１６との光学的
結合、及び物理的結合を可能にする任意な別の形のコネ
クター／スペーサーも上記スペーサーと同様に役立つか
らである。
第１７図と第１７ａ図に示すスペクトル変調方式センサ
ー２２Ｃの透過形実施例に関しては、図示のように、入
力光ファイバー１４と出力光ノア４バー１６とは、それ
ぞれにセンサー２２Ｃの対向する両側へ接続されている
。
ー２２Ｃの透過形実施例に関しては、図示のように、入
力光ファイバー１４と出力光ノア４バー１６とは、それ
ぞれにセンサー２２Ｃの対向する両側へ接続されている
。
第１５図乃至第１８ａ図の透過形実施例に示すスペクト
ル変調方式センサー２２Ａ乃至２２Ｄが、第８図乃至第
８ｂ図、及び第１０図乃至第１２ａ図の反射形実施例に
示すスペクトル変調方式センサー２２Ａ乃至２２Ｄにそ
れぞれ等しいということを注意すべきである。上記透過
形実施例と反射形実施例の唯一の相違点は、光がかかる
実施例装置へ入力される様式と光がかかる実施例装置か
ら出力される様式とにある。従って、第１図乃至第１２
ａ図の反射形実施例のセンサー２２Ａ乃至２２Ｄに関し
て前に述べたことは全て、当該分野における通常の技価
を有する者にとって明白な相違を別にすれば、第１５図
乃至第１８図の透過形実施例にそのまま当てはまる。か
かる明白な相違としては、たとえば、第１３図乃至第１
８図の透過形実施例に関しては、センサー２２Ａ乃至２
２Ｄの外面２５．２５ａ、９８、及び１１６が外面に施
された光吸収及び／又は光排除層、つまり光吸収及び／
又は光排除被覆を具備していないことがあるが、それば
もしそのような被覆を施したとすれば、スペクトル変調
出力光は出力光ファイバー１６へ到達するのを阻止され
ることになるからである。
ル変調方式センサー２２Ａ乃至２２Ｄが、第８図乃至第
８ｂ図、及び第１０図乃至第１２ａ図の反射形実施例に
示すスペクトル変調方式センサー２２Ａ乃至２２Ｄにそ
れぞれ等しいということを注意すべきである。上記透過
形実施例と反射形実施例の唯一の相違点は、光がかかる
実施例装置へ入力される様式と光がかかる実施例装置か
ら出力される様式とにある。従って、第１図乃至第１２
ａ図の反射形実施例のセンサー２２Ａ乃至２２Ｄに関し
て前に述べたことは全て、当該分野における通常の技価
を有する者にとって明白な相違を別にすれば、第１５図
乃至第１８図の透過形実施例にそのまま当てはまる。か
かる明白な相違としては、たとえば、第１３図乃至第１
８図の透過形実施例に関しては、センサー２２Ａ乃至２
２Ｄの外面２５．２５ａ、９８、及び１１６が外面に施
された光吸収及び／又は光排除層、つまり光吸収及び／
又は光排除被覆を具備していないことがあるが、それば
もしそのような被覆を施したとすれば、スペクトル変調
出力光は出力光ファイバー１６へ到達するのを阻止され
ることになるからである。
以上述べたところから、本発明のこれまでに記載した好
ましい実施例により開示される各種装置、及び方法をそ
の１種々に応用、変更、及び適用することは、当該技術
分野に属する通常の技価を有する者にとっては本明細書
に添付の特許請求の範囲内で明白なはずである。従って
、本明細書に述べた実施例、例、及び代替物は全て非限
定例として示したものであると厳密に解すべきである。
ましい実施例により開示される各種装置、及び方法をそ
の１種々に応用、変更、及び適用することは、当該技術
分野に属する通常の技価を有する者にとっては本明細書
に添付の特許請求の範囲内で明白なはずである。従って
、本明細書に述べた実施例、例、及び代替物は全て非限
定例として示したものであると厳密に解すべきである。
第１図は、光学測定装置の第１実施例装置１を略図で示
したものである。 第２図は、光共振器の反射率曲線をグラフで表示したも
のである。 第３図は、光学測定装置の第１実施例装置１が作動中に
示す、その光共振器の第２図に図示するような反射率曲
線の部分を示したものである。 第４図は、光学測定装置の第２実施例装置２を略図で示
したものである。 第５図は、光学測定装置の第２実施例装置２が作動中に
示す、その光共振器の第２図に図示するような反射率曲
線の部分を示したものである。 第６図と第７図は、光学測定装置の第２実施例装置２の
スペクトル変調出力光をグラフで表示したものである。 第８図は、スペクトル変調方式センサーの第１実施例２
２Ａを第８ａ図の線８−８に沿った縦断面図で示した略
側面図である。 第８ａ図は、第８図の右側の立面図である。 第８ｂ図は、スペクトル変調方式センサーの第１実施例
２２Ａの変更態様を縦断面図で示した略側面図である。 第９図は、スペクトル変調方式センサー２２Ａが光学測
定装置の第２実施例装置２に使用されたときかかるセン
サー２２Ａからの出力をグラフで表示したものである。 第１０図、第１１図、及び第１２図は、スペクトル変調
方式センサーの第２、第３、及び第４実施例である２２
８、２２Ｃ１及び２２Ｄを、第１０ａ図乃至第１２ａ図
のｖＡｌｏ−１０，１１−１１、及び１２−１２に沿っ
た縦断面図でそれぞれに示した略側面図である。 第１０ａ図、第１１ａ図、及び第１２ａ図は、第１０図
、第１１図、及び第１２図の右側をそれぞれに示した立
面図である。 第１３図は、光学測定装置の第３実施例装置を略図で示
したものである。 第１４図は、光学測定装置の第４実施例装置を略図で示
したものである。 第１５図、第１５ｂ図、第１６図、第１７図、及び第１
８図は、第８図、第１０図、第１１図、及び第１２図に
それぞれに示したセンサー２２八、２Ａａ、２２８、２
２Ｃ１及び２２Ｄの各センサーが透過モードで作動して
いるとき、かかるセンサーを第１５ａ図、第１６ａ図、
第１７ａ図、及び第１８ａ図の線１．５−１５．１６−
１６．１７−１７、及び１８−１８の各線に沿った部分
縦断面図として示した略側面図である。 第１５ａ図、第１６ａ図、第１７ａ図、及び第１８ａ図
は、第１５図、第１６図、第１７図、及び第１８図の＆
１ｊｉ１５ａ−１５ａ、１６ａ−１６ａ。 Ｌ７ａ−１７ａ、及び１８ａ−１８ａの各線に沿った断
面図である。 ■・・・光学測定装置 ２・・・光学測定装置 ＩＯ・・・光源 １３．１５・・・反射面（光共振器２１の）１４・・・
少なくとも１つの光ファイバー１７・・・媒質 １９．２３・・・導路装置 ２１．２１Ａ、２１Ａａ、２１Ｂ、２１Ｃ，２１Ｄ・・
・光共振器装置 ２２．２２Ａ、２２Ａａ、２２８、２２Ｃ，２２Ｄ・・
・スペクトル変調方式センサー ２４．２４ａ・・・基板 ２５・・・外面（カバー２８の） ２５ａ・・・外面（カバー２８ａの） ２６・・・空洞 ２６ａ・・・空洞 ２７．２９・・・対向反射面（光共振器２１Ａ ／２１
Ｂの）２７ａ、２９ａ・・・反射面（光共振器２１Ａ
ａの）２８ ・・・カッで− ２８ａ・・・カバー ２９ａ・・・内面（カバー２８ａの） ４０・・・反射率曲線 ４１・・・導管装置 ４１ａ・・・導管装置 ４８・・・光源 ９４・・・感受性媒質、感受性媒質の層９６．９８・・
・対向反射面（感受性媒質の層９４の）１０６・・・空
洞 １−０７．１１２・・・反射面（光共振器２１Ｄの）１
０Ｂ・・・反射性カバー、半透膜 １１０・・・感受性媒質 ＦＩ［Ｇ。２ １“１１６．３ 吊ζｌＳ爲屓猿コや
したものである。 第２図は、光共振器の反射率曲線をグラフで表示したも
のである。 第３図は、光学測定装置の第１実施例装置１が作動中に
示す、その光共振器の第２図に図示するような反射率曲
線の部分を示したものである。 第４図は、光学測定装置の第２実施例装置２を略図で示
したものである。 第５図は、光学測定装置の第２実施例装置２が作動中に
示す、その光共振器の第２図に図示するような反射率曲
線の部分を示したものである。 第６図と第７図は、光学測定装置の第２実施例装置２の
スペクトル変調出力光をグラフで表示したものである。 第８図は、スペクトル変調方式センサーの第１実施例２
２Ａを第８ａ図の線８−８に沿った縦断面図で示した略
側面図である。 第８ａ図は、第８図の右側の立面図である。 第８ｂ図は、スペクトル変調方式センサーの第１実施例
２２Ａの変更態様を縦断面図で示した略側面図である。 第９図は、スペクトル変調方式センサー２２Ａが光学測
定装置の第２実施例装置２に使用されたときかかるセン
サー２２Ａからの出力をグラフで表示したものである。 第１０図、第１１図、及び第１２図は、スペクトル変調
方式センサーの第２、第３、及び第４実施例である２２
８、２２Ｃ１及び２２Ｄを、第１０ａ図乃至第１２ａ図
のｖＡｌｏ−１０，１１−１１、及び１２−１２に沿っ
た縦断面図でそれぞれに示した略側面図である。 第１０ａ図、第１１ａ図、及び第１２ａ図は、第１０図
、第１１図、及び第１２図の右側をそれぞれに示した立
面図である。 第１３図は、光学測定装置の第３実施例装置を略図で示
したものである。 第１４図は、光学測定装置の第４実施例装置を略図で示
したものである。 第１５図、第１５ｂ図、第１６図、第１７図、及び第１
８図は、第８図、第１０図、第１１図、及び第１２図に
それぞれに示したセンサー２２八、２Ａａ、２２８、２
２Ｃ１及び２２Ｄの各センサーが透過モードで作動して
いるとき、かかるセンサーを第１５ａ図、第１６ａ図、
第１７ａ図、及び第１８ａ図の線１．５−１５．１６−
１６．１７−１７、及び１８−１８の各線に沿った部分
縦断面図として示した略側面図である。 第１５ａ図、第１６ａ図、第１７ａ図、及び第１８ａ図
は、第１５図、第１６図、第１７図、及び第１８図の＆
１ｊｉ１５ａ−１５ａ、１６ａ−１６ａ。 Ｌ７ａ−１７ａ、及び１８ａ−１８ａの各線に沿った断
面図である。 ■・・・光学測定装置 ２・・・光学測定装置 ＩＯ・・・光源 １３．１５・・・反射面（光共振器２１の）１４・・・
少なくとも１つの光ファイバー１７・・・媒質 １９．２３・・・導路装置 ２１．２１Ａ、２１Ａａ、２１Ｂ、２１Ｃ，２１Ｄ・・
・光共振器装置 ２２．２２Ａ、２２Ａａ、２２８、２２Ｃ，２２Ｄ・・
・スペクトル変調方式センサー ２４．２４ａ・・・基板 ２５・・・外面（カバー２８の） ２５ａ・・・外面（カバー２８ａの） ２６・・・空洞 ２６ａ・・・空洞 ２７．２９・・・対向反射面（光共振器２１Ａ ／２１
Ｂの）２７ａ、２９ａ・・・反射面（光共振器２１Ａ
ａの）２８ ・・・カッで− ２８ａ・・・カバー ２９ａ・・・内面（カバー２８ａの） ４０・・・反射率曲線 ４１・・・導管装置 ４１ａ・・・導管装置 ４８・・・光源 ９４・・・感受性媒質、感受性媒質の層９６．９８・・
・対向反射面（感受性媒質の層９４の）１０６・・・空
洞 １−０７．１１２・・・反射面（光共振器２１Ｄの）１
０Ｂ・・・反射性カバー、半透膜 １１０・・・感受性媒質 ＦＩ［Ｇ。２ １“１１６．３ 吊ζｌＳ爲屓猿コや
Claims (36)
- （１）検出した物理パラメータを或る値域にわたって測
定する光学測定装置であって、該光学測定装置が少なく
とも２つの波長から成る入力測定光を放射する光源装置
と、光共振器装置と、検出装置と、光透過装置とを包含
し、 上記光共振器装置が反射率曲線と透過率曲線を有すると
共に、該反射率曲線と該透過率曲線の少なくとも一方の
上にとった少なくとも１つのオペレーティングセグメン
トを有し、上記光共振器装置が上記検出した物理パラメ
ータの関数として変化する感光物理特性を有し、該感光
物理特性の該変化が上記少なくとも１つのオペレーティ
ングセグメントを上記検出した物理パラメータの関数と
してマイクロシフトさせ、上記入力測定光を該マイクロ
シフトの関数としてスペクトル変調して上記検出した物
理パラメータの関数としてスペクトル変調された出力光
を発生するために上記光共振器装置を設け、 上記検出した物理パラメータの上記値域に対して上記少
なくとも１つのオペレーティングセグメントを約１共振
サイクル以下の長さに選択し、上記少なくとも１つのオ
ペレーティングセグメントを約１共振サイクルよりも短
かい長さでマイクロシフトさせ、 上記入力測定光の波長が上記検出した物理パラメータの
上記値域にわたって移動する上記少なくとも１つのオペ
レーティングセグメント内に少なくとも実質的には落ち
るように上記入力測定光の波長を選択し、 上記検出した物理パラメータの上記値域にわたって上記
スペクトル変調された出力光が上記検出した物理パラメ
ータに対して唯一の１対１の対応関係を示すように上記
少なくとも１つのオペレーティングセグメントと上記入
力測定光の上記波長とを選択し、 上記光源装置からの上記入力測定光を上記光共振器装置
へ伝送するため、及び上記光共振器装置からの上記スペ
クトル変調光を上記検出装置へ伝送するために上記光透
過装置を設け、 上記検出した物理パラメータの上記値域にわたって上記
検出した物理パラメータの測定誤差を零にすると共に上
記少なくとも１つのオペレーティングセグメントの使用
可能な長さと使用可能なマイクロシフトとの両者を最大
にすることを助長するように、上記スペクトル変調され
た出力光の任意の２つの異なる部分に対応する２つの電
気信号を発生させるため、及び該２つの電気信号の比を
とって上記検出した物理パラメータの関数である出力測
定電気信号を得るため上記検出装置を設けたことを特徴
とする光学測定装置。 - （２）上記光透過装置が、上記入力測定光を上記光共振
器装置へ透過させると共に、上記光共振器からの上記ス
ペクトル変調された出力光を透過させる少なくとも１つ
の光ファイバーを包含する特許請求の範囲第１項に記載
の光学測定装置。 - （３）上記光共振器装置が１対の対向反射面を備えた空
洞が形成されている主部を包含すること、上記反射面の
少なくとも片方が上記検出した物理パラメータの関数と
して弓なりに湾曲すること、上記感光物理特性を上記対
になった対向反射面間の距離とし、該感光物理特性が上
記弓なり湾曲の関数であることから成る特許請求の範囲
第１項に記載の光学測定装置。 - （４）上記主部が基板とカバーとを包含し、その少なく
とも片方が上記空洞を形成すること、上記基板と上記カ
バーを共にシールすると共に上記空洞を少なくとも実質
的に排気すること、弓なりに湾曲する、上記反射面の上
記少なくとも片方が上記カバーの内面の少なくとも部分
であること、上記検出した物理パラメータを上記カバー
の外面の少なくとも部分に作用する絶対外圧とすること
から成る特許請求の範囲第３項に記載の光学測定装置。 - （５）上記主部が基板とカバーとを包含し、その少なく
とも片方が上記空洞を形成すること、上記基板と上記カ
バーを共にシールすること、弓なりに湾曲する、上記反
射面の上記少なくとも片方が上記カバーの内面の少なく
とも部分であること、上記主部が第１の圧力供給源と上
記空洞との間に流体を流通させ半導体装置をその上に包
含すること、上記検出した物理パラメータを上記第１の
圧力供給源と上記カバーの外面に作用する第２の圧力供
給源との間の相対差圧とすることから成る特許請求の範
囲第３項に記載の光学測定装置。 - （６）上記検出した物理パラメータを検出した化学種と
すること、上記主部の少なくとも部分を上記検出した化
学種に対し透過性とすること、上記検出した化学種に応
答可能な感受性媒質であって、その体積を変えて上記反
射面の上記少なくとも片方の上記弓なり湾曲を上記検出
した化学種の関数として生ぜしめることにより上記検出
した化学種に応答する感受性媒質で少なくとも部分的に
上記空洞を充填することから成る特許請求の範囲第３項
に記載の光学測定装置。 - （７）上記検出した物理パラメータを検出した化学種と
すること、上記主部の少なくとも部分が半透膜を包含す
るようにすること、上記検出した化学種に応答可能な感
受性媒質で少なくとも部分的に上記空洞を充填すること
、上記感受性媒質を溶媒と溶媒／溶質の溶液の少なくと
も１つから成るようにすること、上記感受性媒質が上記
半透膜の内外の滲透圧の差に起因してその体積を変え上
記反射面の上記少なくとも片方の弓なり湾曲を生ぜしめ
ることから成る特許請求の範囲第３項に記載の光学測定
装置。 - （８）上記検出した物理パラメータを検出した化学種と
すること、上記光共振器が少なくとも１つの反射面を具
備した空洞を形成する主部を包含するようにすること、
上記検出した化学種に応答可能な感受性媒質であって、
その体積を上記検出した化学種の関数として変えること
によって上記検出した化学種に応答する感受性媒質で少
なくとも部分的に上記空洞を充填すること、上記感受性
媒質が上記少なくとも１つの反射面に対向する反射面を
具備すること、上記体積の変化が上記感受性媒質の上記
反射面を上記感知した化学種の関数として変位させるこ
と、上記感光物理特性を上記対向反射面間の距離とし、
この感光物理特性が上記感受性媒質の上記反射面の上記
変位の関数であることから成る特許請求の範囲第１項に
記載の光学測定装置。 - （９）上記光共振器装置が上記感受性媒質の上記反射面
の少なくとも部分を覆って延びる反射性カバー装置を包
含する特許請求の範囲第８項に記載の光学測定装置。 - （１０）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とすること、上記光共振器が少なくとも１つの反射面を
具備した空洞を形成する主部を包含するようにすること
、上記検出した化学種に応答可能な感受性媒質であって
、その屈折率を上記検出した化学種の関数として変える
ことによって上記検出した化学種に応答する感受性媒質
で少なくとも部分的に上記空洞を充填すること、上記感
受性媒質が上記少なくとも１つの反射面に対向する反射
面を具備すること、上記感光物理特性を上記屈折率とす
ることから成る特許請求の範囲第１項に記載の光学測定
装置。 - （１１）上記光共振器装置が上記感受性媒質の上記反射
面の少なくとも部分を覆って延びる反射性カバー装置を
包含する特許請求の範囲第１０項に記載の光学測定装置
。 - （１２）上記検出した物理パラメータをガスの密度とし
、上記光共振器が１対の対向反射面を具備した空洞を形
成する主部を包含すると共に、上記ガスを上記空洞と流
通させ半導体装置をその上に包含すること、上記感光物
理特性が上記空洞を充たす上記ガスの屈折率であり、こ
の感光物理特性が上記ガスの密度の関数である特許請求
の範囲第１項に記載の光学測定装置。 - （１３）上記光共振器装置が対向反射面を具備する感受
性媒質の層を包含し、上記感光物理特性が上記感受性媒
質の屈折率である特許請求の範囲第１項に記載の光学測
定装置。 - （１４）上記検出した物理パラメータを温度とし、上記
感受性媒質が温度の関数である屈折率を有する特許請求
の範囲第１３項に記載の光学測定装置。 - （１５）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とし、上記感受性媒質が上記検出した化学種の関数であ
る屈折率を有する特許請求の範囲第１３項に記載の光学
測定装置。 - （１６）上記光共振器装置が対向反射面を有する感受性
媒質の層を包含し、上記感光物理特性が上記対向反射面
間の距離である特許請求の範囲第１項に記載の光学測定
装置。 - （１７）上記検出した物理パラメータを温度とし、感受
性媒質の上記層はこの層が暴露されている温度の関数で
ある厚さを有し、上記距離が感受性媒質の上記層の暴露
されている温度の関数である特許請求の範囲第１６項に
記載の光学測定装置。 - （１８）上記検出した物理パラメータをｐＨとし、感受
性媒質の上記層はこの層が暴露されているｐＨの関数で
ある厚さを有し、上記距離が感受性媒質の上記層の暴露
されているｐＨの関数である特許請求の範囲第１６項に
記載の光学測定装置。 - （１９）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とし、感受性媒質の上記層はこの層が暴露されている化
学種の関数である厚さを有し、上記距離が感受性媒質の
上記層の暴露されている上記検出した化学種の関数であ
る特許請求の範囲第１６項に記載の光学測定装置。 - （２０）検出した物理パラメータを或る値域にわたって
測定する光学測定装置であって、該光学測定装置が少な
くとも１つの波長から成る入力測定光を放射する光源装
置と、 光共振器装置と、検出装置と、光透過装置とを包含し、 上記光共振器装置が反射率曲線と透過率曲線を有すると
共に、該反射率曲線と該透過率曲線の少なくとも一方の
上にとった少なくとも１つのオペレーティングセグメン
トを有し、上記光共振器装置が上記検出した物理パラメ
ータの関数として変化する感光物理特性を有し、該感光
物理特性の該変化が上記少なくとも１つのオペレーティ
ングセグメントを上記検出した物理パラメータの関数と
してマイクロシフトさせ、上記入力測定光を該マイクロ
シフトの関数としてスペクトル変調して上記検出した物
理パラメータの関数としてスペクトル変調された出力光
を発生するために上記光共振器装置を設け、 上記検出した物理パラメータの上記値域に対して上記少
なくとも１つのオペレーティングセグメントを約１共振
サイクル以下の長さに選択し、上記少なくとも１つのオ
ペレーティングセグメントを約ｌ共振サイクルよりも短
かい長さでマイクロシフトさせ、 上記入力測定光の上記少なくとも１つの波長が上記検出
した物理パラメータの上記値域にわたって移動する上記
少なくとも１つのオペレーティングセグメント内に少な
くとも実質的には落ちるように該入力測定光の該少なく
とも１つの波長を選択し、 上記検出した物理パラメータの上記値域にわたって上記
スペクトル変調された出力光が上記検出した物理パラメ
ータに対して唯一の１対１の対応関係を示すように上記
少なくとも１つのオペレーティングセグメントと上記入
力測定光の上記少なくとも１つの波長とを選択し、上記
光源装置からの上記入力測定光を上記光共振器装置へ伝
送するため、及び上記光共振器装置からの上記スペクト
ル変調光を上記検出装置へ伝送するために上記光透過装
置を設け、 上記検出した物理パラメータの関数であるスペクトル変
調出力光から出力測定電気信号を得るため上記検出装置
を設けたことを特徴とする光学測定装置。 - （２１）検出した物理パラメータを或る値域にわたって
検出するスペクトル変調方式センサーであって、上記ス
ペクトル変調方式センサーが光共振器装置を包含し、上
記光共振器装置を光源装置から入力測定光を受けるよう
に構成し、上記光共振器装置が上記検出した物理パラメ
ータの関数として変化する感光物理特性を有し、上記入
力測定光を上記感光物理特性の関数としてスペクトル変
調して上記検出した物理パラメータの関数としてスペク
トル変調された出力光を発生させるために上記光共振器
装置を設け、上記光共振器装置が１対の対向反射面を具
備した空洞を形成する主部を包含し、上記反射面の少な
くとも片方が上記検出した物理パラメータの関数として
弓なりに湾曲し、上記感光物理特性を上記対にたった対
向反射面間の距離とし、該感光物理特性が上記弓なり湾
曲の関数であるスペクトル変調方式センサー。 - （２２）上記主部が基板とカバーとを包含し、その少な
くとも片方が上記空洞を形成すること、上記基板と上記
カバーを共にシールすると共に空洞を少なくとも実質的
に排気すること、弓なりに湾曲する、上記反射面の上記
少なくとも片方が上記カバーの内面の少なくとも部分で
あること、上記検出した物理パラメータを上記カバーの
外面の少なくとも部分に作用する絶対外圧とすることか
ら成る特許請求の範囲第２１項に記載の光学測定装置。 - （２３）上記主部が基板とカバーとを包含し、その少な
くとも片方が上記空洞を形成すること、上記基板と上記
カバーを共にシールすること、弓なりに湾曲する、上記
反射面の上記少なくとも片方が上記カバーの内面の少な
くとも部分であること、上記主部が第１の圧力供給源と
上記空洞との間に流体を流通させ半導体装置をその上に
包含すること、上記検出した物理パラメータを上記第１
の圧力供給源と上記カバーの外面に作用する第２の圧力
供給源との間の相対差圧とすることから成る特許請求の
範囲第２１項に記載の光学測定装置。 - （２４）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とすること、上記主部の少なくとも部分を上記検出した
化学種に対し透過性とすること、上記検出した化学種に
応答可能な感受性媒質であって、その体積を変えて上記
反射面の上記少なくとも片方の上記弓なり湾曲を上記検
出した化学種の関数として生ぜしめることにより上記検
出した化学種に応答する感受性媒質で少なくとも部分的
に上記空洞を充填することから成る特許請求の範囲第２
１項に記載の光学測定装置。 - （２５）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とすること、上記主部の少なくとも部分が半透膜を包含
するようにすること、上記検出した化学種に応答可能な
感受性媒質で少なくとも部分的に上記空洞を充填するこ
と、上記感受性媒質を溶媒と溶媒／溶質の溶液の少なく
とも１つから成るようにすること、上記感受性媒質が上
記半透膜の内外の滲透圧の差に起因してその体積を変え
上記反射面の上記少なくとも片方の上記弓なり湾曲を生
ぜしめることから成る特許請求の範囲第２１項に記載の
光学測定装置。 - （２６）検出した物理パラメータを或る値域にわたって
検出するペクトル変調方式センサーであって、上記スペ
クトル変調方式センサーが光共振器装置を包含し、上記
光共振器装置を光源装置から入力測定光を受けるように
構成し、上記光共振器装置が上記検出した物理パラメー
タの関数として変化する感光物理特性を有し、上記入力
測定光を上記感光物理特性の関数としてスペクトル変調
して上記検出した物理パラメータの関数としてスペクト
ル変調された出力光を発生させるために上記光共振器装
置を設け、上記検出した物理パラメータを検出した化学
種とし、上記光共振器が少なくとも１つの反射面を具備
した空洞を形成する主部を包含するようにし、上記検出
した化学種に応答可能な感受性媒質であって、その体積
を上記検出した化学種の関数として変えることによって
上記検出した化学種に応答する感受性媒質で少なくとも
部分的に上記空洞を充填し、上記感受性媒質が上記少な
くとも１つの反射面に対向する反射面を具備し、上記体
積の変化が上記感受性媒質の上記反射面を上記感知した
化学種の関数として変位させ、上記感光物理特性を上記
対向反射面間の距離とし、この感光物理特性が上記感受
性媒質の上記変位の関数であるペクトル変調方式センサ
ー。 - （２７）上記光共振器装置が上記感受性媒質の上記反射
面の少なくとも部分を覆って延びる反射性カバーを包含
する特許請求の範囲第２６項に記載の光学測定装置。 - （２８）検出した物理パラメータを或る値域にわたって
検出するペクトル変調方式センサーであって、上記ペク
トル変調方式センサーが光共振器装置を包含し、上記光
共振器装置を光源装置から入力測定光を受けるように構
成し、上記光共振器装置が上記検出した物理パラメータ
の関数として変化する感光物理特性を有し、上記入力測
定光を上記感光物理特性の関数としてスペクトル変調し
て上記検出した物理パラメータの関数としてスペクトル
変調された出力光を発生させるために上記光共振器装置
を設け、上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とし、上記光共振器が少なくとも１つの反射面を具備し
た空洞を形成する主部を包含するようにし、上記検出し
た化学種に応答可能な感受性媒質であって、その屈折率
を上記検出した化学種の関数として変えることによって
上記検出した化学種に応答する感受性媒質で少なくとも
部分的に上記空洞を充填し、上記感受性媒質が上記少な
くとも１つの反射面に対向する反射面を具備し、上記感
光物理特性を上記屈折率とするペクトル変調方式センサ
ー。 - （２９）上記光共振器装置が上記感受性媒質の上記反射
面の少なくとも部分を覆って延びる反射性カバー装置を
包含する特許請求の範囲第２８項に記載の光学測定装置
。 - （３０）検出した物理パラメータを或る値域にわたって
検出するペクトル変調方式センサーであって、上記ペク
トル変調方式センサーが光共振器装置を包含し、上記光
共振器装置を光源装置から入力測定光を受けるように構
成し、上記光共振器装置が上記検出した物理パラメータ
の関数として変化する感光物理特性を有し、上記入力測
定光を上記感光物理特性の関数としてスペクトル変調し
て上記検出した物理パラメータの関数としてスペクトル
変調された出力光を発生させるために上記光共振器装置
を設け、該光共振器装置が対向反射面を具備する感受性
媒質の層を包含し、上記感光物理特性が上記感受性媒質
の屈折率であるスペクトル変調方式センサー。 - （３１）上記検出した物理パラメータを温度とし、上記
感受性媒質が温度の関数である屈折率を有する特許請求
の範囲第３０項に記載の光学測定装置。 - （３２）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とし、上記感受性媒質が上記検出した化学種の関数であ
る屈折率を有する特許請求の範囲第３０項に記載の光学
測定装置。 - （３３）検出した物理パラメータを或る値域にわたって
検出するペクトル変調方式センサーであって、上記ペク
トル変調方式センサーが光共振器装置を包含し、上記光
共振器装置を源から入力測定光を受けるように構成し、
上記光共振器装置が上記検出した物理パラメータの関数
として変化する感光物理特性を有し、上記入力測定光を
上記感光物理特性の関数としてスペクトル変調して上記
検出した物理パラメータの関数としてスペクトル変調さ
れた出力光を発生させるために上記光共振器装置を設け
、該光共振器装置が対向反射面を有する感受性媒質の層
を包含し、上記感光物理特性が上記対向反射面間の距離
であるペクトル変調方式センサー。 - （３４）上記検出した物理パラメータを温度とし、感受
性媒質の上記層はこの層が暴露されている温度の関数で
ある厚さを有し、上記距離が感受性媒質の上記層の暴露
されている温度の関数である特許請求の範囲第３３項に
記載の光学測定装置。 - （３５）上記検出した物理パラメータをｐＨとし、感受
性媒質の上記層はこの層が暴露されているｐＨの関数で
ある厚さを有し、上記距離が感受性媒質の上記層の暴露
されているｐＨの関数である特許請求の範囲第３３項に
記載の光学測定装置。 - （３６）上記検出した物理パラメータを検出した化学種
とし、感受性媒質の上記層はこの層が暴露されている化
学種の関数である厚さを有し、上記距離が感受性媒質の
上記層の暴露されている上記検出した化学種の関数であ
る特許請求の範囲第３３項に記載の光学測定装置。
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