JPS62215836A - 光導波形温度センサ - Google Patents
光導波形温度センサInfo
- Publication number
- JPS62215836A JPS62215836A JP61060044A JP6004486A JPS62215836A JP S62215836 A JPS62215836 A JP S62215836A JP 61060044 A JP61060044 A JP 61060044A JP 6004486 A JP6004486 A JP 6004486A JP S62215836 A JPS62215836 A JP S62215836A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- electric field
- temperature
- metal film
- temperature sensor
- Prior art date
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
高感度な温度計を実現するために、焦電効果によって生
じた電荷がつくる電界中に１つの光導波路を設け、温度
変化によって電界強度が変化することを利用して、電界
中の光導波路の屈折率を変化させ、該電界の影響を受け
ない領域にもう１つの光導波路を設け、両光導波路から
出射する光を合波して検知し、温度を検出する。
じた電荷がつくる電界中に１つの光導波路を設け、温度
変化によって電界強度が変化することを利用して、電界
中の光導波路の屈折率を変化させ、該電界の影響を受け
ない領域にもう１つの光導波路を設け、両光導波路から
出射する光を合波して検知し、温度を検出する。
本発明は、先導波路の屈折率が温度によって変化するこ
とを利用して、光学的に測温する光導波形温度センサに
関する。
とを利用して、光学的に測温する光導波形温度センサに
関する。
第４図は従来の光風波形温度センサを示す図である。基
板１上には、入射路２と出射路３が形成されており、入
射路２と出射路３間は、２木の並列な導波路４．５によ
って２つにＹ分岐している。
板１上には、入射路２と出射路３が形成されており、入
射路２と出射路３間は、２木の並列な導波路４．５によ
って２つにＹ分岐している。
そして片方の真波路４が他方の導波路５よりわずかに長
くなっている。
くなっている。
。入射路２から、半導体レーザＬＤにより波長の安定し
た直線偏光を入射すると、２つの導波路４．５に分岐し
て伝播し、出射路３で合波して出射する。このとき、導
波路４と５の長さが異なるために、両導波路４．５を伝
播してきた光は位相差をもち、出射路３で干渉し合い、
位相差に対応した光強度で出射する。
た直線偏光を入射すると、２つの導波路４．５に分岐し
て伝播し、出射路３で合波して出射する。このとき、導
波路４と５の長さが異なるために、両導波路４．５を伝
播してきた光は位相差をもち、出射路３で干渉し合い、
位相差に対応した光強度で出射する。
導波路２・・・５は、温度変化によって屈折率が変化す
るため、ある温度ＴＩにおける屈折率を１１、温度Ｔ２
における屈折率を０２とすると、導波路４と５を伝播す
る光は、温度Ｔ１においてはｎＨｊ！１−ｊ！２）の位
相差を有し、温度Ｔ２においてはｎ２（１ｌ−１２）の
位相差を有する。したがって温度変化によって各導波路
の屈折率が変化することで、出射路３からの出射光の光
強度が変化する。これをフォトダイオードＤ等で検出す
ることで、温度を測定することができる。
るため、ある温度ＴＩにおける屈折率を１１、温度Ｔ２
における屈折率を０２とすると、導波路４と５を伝播す
る光は、温度Ｔ１においてはｎＨｊ！１−ｊ！２）の位
相差を有し、温度Ｔ２においてはｎ２（１ｌ−１２）の
位相差を有する。したがって温度変化によって各導波路
の屈折率が変化することで、出射路３からの出射光の光
強度が変化する。これをフォトダイオードＤ等で検出す
ることで、温度を測定することができる。
このように温度によって屈折率が変化することを利用し
ているが、この効果は小さいので、高感度にするには素
子長を長くしなければならず、大型な装置となる。本発
明の技術的課題は、従来の光導波形温度センサにおける
このような問題を解消し、小型でかつ高感度の先導波形
温度センサを実現することにより、各種装置のインテリ
ジェント化に即応可能とすることにある。
ているが、この効果は小さいので、高感度にするには素
子長を長くしなければならず、大型な装置となる。本発
明の技術的課題は、従来の光導波形温度センサにおける
このような問題を解消し、小型でかつ高感度の先導波形
温度センサを実現することにより、各種装置のインテリ
ジェント化に即応可能とすることにある。
第１図は本発明による光導波形温度センサの基本原理を
説明する断面図である。６は焦電効果と電気光学効果を
もつ基板であり、表面に電荷が現れ、かつ温度変化によ
って分極効果が変化する。
説明する断面図である。６は焦電効果と電気光学効果を
もつ基板であり、表面に電荷が現れ、かつ温度変化によ
って分極効果が変化する。
この基板６に、電界密度の高い領域７と低い領域８が形
成されている。そして電界密度の高い領域７に光導波路
９が設けられ、電界、密度の低い領域８に、もう１つの
光導波路１０が形成されている。
成されている。そして電界密度の高い領域７に光導波路
９が設けられ、電界、密度の低い領域８に、もう１つの
光導波路１０が形成されている。
そして両光導波路９．１０は並列に配置され、それぞれ
の一端は１つの入射路に接続され、他端は１つの出射路
に接続される。
の一端は１つの入射路に接続され、他端は１つの出射路
に接続される。
基板６の焦電効果によって発生した分極電荷による電界
密度の高い領域に先導波路９が有るため、温度変化によ
って電界密度が変化すると、今度は電気光学効果によっ
て先導波路９中の屈折率が変化する。もう１つの先導波
路１０は、電界密度の低い領域８に設けられているので
、温度変化による電界密度の変化は少なく、したがって
屈折率の変化も小さい。そのため、２つの先導波路９、
ｌＯに入射した光が、出射路から出射する際に、片方の
光導波路９の屈折率が温度変化によって変化することで
、両光導波路９．１０からの出射光の位相差が変化する
。その結果、出射光を光電素子で検出することにより、
温度を測定できる。また基板６の結晶の焦電効果および
電気光学効果が大きいため、小型な素子で高感度の光導
波形温度センサを実現できる。
密度の高い領域に先導波路９が有るため、温度変化によ
って電界密度が変化すると、今度は電気光学効果によっ
て先導波路９中の屈折率が変化する。もう１つの先導波
路１０は、電界密度の低い領域８に設けられているので
、温度変化による電界密度の変化は少なく、したがって
屈折率の変化も小さい。そのため、２つの先導波路９、
ｌＯに入射した光が、出射路から出射する際に、片方の
光導波路９の屈折率が温度変化によって変化することで
、両光導波路９．１０からの出射光の位相差が変化する
。その結果、出射光を光電素子で検出することにより、
温度を測定できる。また基板６の結晶の焦電効果および
電気光学効果が大きいため、小型な素子で高感度の光導
波形温度センサを実現できる。
次に本発明による先導波形温度センサが実際上どのよう
に具体化されるかを実施例で説明する。
に具体化されるかを実施例で説明する。
第２図は本発明による光導波形温度センサの断面図、第
３図は同温度センサの斜視図である。焦電効果および電
気光学効果を有する基板６としては、Ｚ−ｃｕｔ Ｌｉ
ＮｂＯ３が適しているが、ＬｉＴａ０ｚ （リチウムタ
ンタレート）なども有効である。この基板６上に、Ｔｉ
を１０００℃程度の温度で熱拡散することで、２本の光
導波路９．１０が平行に形成されている。
３図は同温度センサの斜視図である。焦電効果および電
気光学効果を有する基板６としては、Ｚ−ｃｕｔ Ｌｉ
ＮｂＯ３が適しているが、ＬｉＴａ０ｚ （リチウムタ
ンタレート）なども有効である。この基板６上に、Ｔｉ
を１０００℃程度の温度で熱拡散することで、２本の光
導波路９．１０が平行に形成されている。
基板６上において、両光導波路９．１０の一端は、１本
の入射路２に接続され、他端は出射路３に接続されるこ
とで、Ｙ分岐を用いたマツハツエンダ−干渉計を構成し
ている。そして光導波路９．１０側の面に、絶縁層を形
成するために、Ｓｉｎｇを蒸着した絶縁膜１１ａが形成
されている。この絶縁膜１１ａおよび基板６の外周を囲
むように、金属膜１２を蒸着などによって形成するが、
先導波路９と対向する領域だけをマスクして蒸着するこ
とで、中断部１３が形成されている。
の入射路２に接続され、他端は出射路３に接続されるこ
とで、Ｙ分岐を用いたマツハツエンダ−干渉計を構成し
ている。そして光導波路９．１０側の面に、絶縁層を形
成するために、Ｓｉｎｇを蒸着した絶縁膜１１ａが形成
されている。この絶縁膜１１ａおよび基板６の外周を囲
むように、金属膜１２を蒸着などによって形成するが、
先導波路９と対向する領域だけをマスクして蒸着するこ
とで、中断部１３が形成されている。
このように、基板６および絶縁膜１１ａの外周を金属膜
１２で囲むことで、第１図に示すように、基板６の表面
に生じる電荷により、金属膜１２に逆掻性の電荷が誘起
される。そのため、電界は基板６の面と金属膜１２との
間の絶縁膜１１ａ中に生じる。
１２で囲むことで、第１図に示すように、基板６の表面
に生じる電荷により、金属膜１２に逆掻性の電荷が誘起
される。そのため、電界は基板６の面と金属膜１２との
間の絶縁膜１１ａ中に生じる。
ところが金属膜の中断部１３では、基板６表面の電荷の
つくる電界は、第１図に示すように基板６中の光導波路
９中を通り、電界密度の高い領域７が形成される。
つくる電界は、第１図に示すように基板６中の光導波路
９中を通り、電界密度の高い領域７が形成される。
このように、Ｙ分岐後の２本の導波路のうち１本だけが
、温度変化により電界密度が変化し、電気光学効果を介
して屈折率が変わるようにしている。そのため、両光導
波路９．１０から出射し合波した光の光強度を検知する
ことで、温度測定が可能となる。
、温度変化により電界密度が変化し、電気光学効果を介
して屈折率が変わるようにしている。そのため、両光導
波路９．１０から出射し合波した光の光強度を検知する
ことで、温度測定が可能となる。
以上のように本発明によれば、２本のＹ分岐光導波路９
．１０のうち、片方の先導波路９のみ、焦電効果および
電気光学効果を有する基板の電界密度の高い領域に設け
た構成になっているので、焦電効果および電気光学効果
が大きい。そのため、基板６を大型化しなくても充分悪
魔を得ることができ、信頼性の高い光導波形温度センサ
を実現可能となる。
．１０のうち、片方の先導波路９のみ、焦電効果および
電気光学効果を有する基板の電界密度の高い領域に設け
た構成になっているので、焦電効果および電気光学効果
が大きい。そのため、基板６を大型化しなくても充分悪
魔を得ることができ、信頼性の高い光導波形温度センサ
を実現可能となる。
第１図は本発明による先導波形温度センサの基本原理を
説明する断面図、第２図は本発明による光導波形温度セ
ンサの実施例を示す断面図、第３図は同実施例センサの
斜視図、第４図は従来の光導波形温度センサの平面図で
ある。 図において、６は基板、７は電界密度の高い領域、８は
電界密度の低い領域、９．１０は光導波路、１１は絶縁
層、１２は金属膜、１３は中断部をそれぞれ示す。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 第１図 第２図 第３図 第４図
説明する断面図、第２図は本発明による光導波形温度セ
ンサの実施例を示す断面図、第３図は同実施例センサの
斜視図、第４図は従来の光導波形温度センサの平面図で
ある。 図において、６は基板、７は電界密度の高い領域、８は
電界密度の低い領域、９．１０は光導波路、１１は絶縁
層、１２は金属膜、１３は中断部をそれぞれ示す。 特許出願人 冨士通株式会社 代理人 弁理士 青 柳 稔 第１図 第２図 第３図 第４図
Claims (2)
- （１）、焦電効果と電気光学効果をもつ基板（６）に、
該基板（６）から発生する電界の密度の高い領域（７）
と、電界の弱い領域（８）を形成すること、 前記基板（６）に２つの光導波路（９）（１０）を設け
、その片方の光導波路（９）は、前記の電界密度の高い
領域（７）に配置し、他方の光導波路（１０）は、前記
の電界密度の低い領域（１０）に配置すること、 両光導波路（９）（１０）の一端同士を１つの入射路に
接続し、他端同士は１つの出射路に接続することを特徴
とする光導波形温度センサ。 - （２）、前記の焦電効果と電気光学効果を有する基板（
６）の一面に絶縁層（１１）を設け、該基板（６）およ
び絶縁層（１１）の外周に金属膜（１２）を設け、該絶
縁層（１１）上で金属膜の中断部（１３）を設けること
で、該中断部（１３）に対応する位置（７）の電界密度
が高くなるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第（１）項記載の光導波形温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060044A JPH0785036B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 光導波形温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61060044A JPH0785036B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 光導波形温度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62215836A true JPS62215836A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0785036B2 JPH0785036B2 (ja) | 1995-09-13 |
Family
ID=13130681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61060044A Expired - Fee Related JPH0785036B2 (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 光導波形温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0785036B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170918A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5655825A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical type temperature sensor |
| JPS56112608A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Toshiba Corp | Optical sensing device |
| JPS60170723A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光形トランスデユ−サ |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61060044A patent/JPH0785036B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5655825A (en) * | 1979-10-12 | 1981-05-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical type temperature sensor |
| JPS56112608A (en) * | 1980-02-12 | 1981-09-05 | Toshiba Corp | Optical sensing device |
| JPS60170723A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-04 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | 光形トランスデユ−サ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007170918A (ja) * | 2005-12-20 | 2007-07-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光導波路型デバイス、温度計測装置および温度計測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0785036B2 (ja) | 1995-09-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |