JPS6230939A - 光フアイバセンサ - Google Patents
光フアイバセンサInfo
- Publication number
- JPS6230939A JPS6230939A JP17049485A JP17049485A JPS6230939A JP S6230939 A JPS6230939 A JP S6230939A JP 17049485 A JP17049485 A JP 17049485A JP 17049485 A JP17049485 A JP 17049485A JP S6230939 A JPS6230939 A JP S6230939A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- cladding
- clad
- optical fiber
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/43—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length by measuring critical angle
- G01N21/431—Dip refractometers, e.g. using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (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】
技術分野
本発明は光ファイバセンザに関するものである。
従来技術
従来、光通信に使用されている光ファイバは、基本的に
中心にコア材とその外側に在るクラッド層から形成され
ている。コアの屈折率がクラッドの屈折率より大きく設
定されており、Ｊ：ってファイバ内の光線はコア内に閉
じ込められてファイバの軸方向に伝搬していく。この伝
搬光は光ファイバの接続点、コアとクラッドの境界の不
整、光ファイバの曲がり等により、モード変換を起こし
、一部はクラッド層に漏れ出ることになる。このクラッ
ド層に漏れ出た光パワーはクラッド外側の被覆等に吸収
される。
中心にコア材とその外側に在るクラッド層から形成され
ている。コアの屈折率がクラッドの屈折率より大きく設
定されており、Ｊ：ってファイバ内の光線はコア内に閉
じ込められてファイバの軸方向に伝搬していく。この伝
搬光は光ファイバの接続点、コアとクラッドの境界の不
整、光ファイバの曲がり等により、モード変換を起こし
、一部はクラッド層に漏れ出ることになる。このクラッ
ド層に漏れ出た光パワーはクラッド外側の被覆等に吸収
される。
一方、光ファイバに意図的に屈曲を与えた場合、コア内
の伝搬光は前述の説明のように損失を受ける。即ち、こ
の伝搬光を検出すれば間接的にファイバの屈曲の情報が
得られることになる。よって、物１！ｌ現象をファイバ
の屈曲に変換し、光信号の強度変化を検出する光ファイ
バセンサが用いられている。
の伝搬光は前述の説明のように損失を受ける。即ち、こ
の伝搬光を検出すれば間接的にファイバの屈曲の情報が
得られることになる。よって、物１！ｌ現象をファイバ
の屈曲に変換し、光信号の強度変化を検出する光ファイ
バセンサが用いられている。
かかる検出シスＩム−Ｃは、微弱な変動による）■信号
の変化は小さいので、変調度は極めて小ざいｂのどなる
。Ｊ、つＣ１）ｖｌの直流信号成分により受信系のシコ
ツ１へ刹１Ｐｉが増大し信号対雑音比であるＳ／Ｎが低
下する。この問題を解決するためには光の交流成分のみ
を検出Ｊる方法が考えられるが、これはクラッドに漏れ
出た光パワーを検出り−ることにＪ、り実現される。し
かしながら、現状の光ファイバでは、このクラッドに漏
れ出たいわゆるクラッドモードは無用のものとして無視
されでおり、クラツド材や被覆による吸収で消滅される
ようになっている。
の変化は小さいので、変調度は極めて小ざいｂのどなる
。Ｊ、つＣ１）ｖｌの直流信号成分により受信系のシコ
ツ１へ刹１Ｐｉが増大し信号対雑音比であるＳ／Ｎが低
下する。この問題を解決するためには光の交流成分のみ
を検出Ｊる方法が考えられるが、これはクラッドに漏れ
出た光パワーを検出り−ることにＪ、り実現される。し
かしながら、現状の光ファイバでは、このクラッドに漏
れ出たいわゆるクラッドモードは無用のものとして無視
されでおり、クラツド材や被覆による吸収で消滅される
ようになっている。
児Ｊ１ヨリ
ぞこで、本発明は従来において無視されていたクラッド
モードの光パワーを低損失で検出するようにして、光の
交流成分のみを検出可能な光フ７・イバレンサを提供す
ることを目的としている。
モードの光パワーを低損失で検出するようにして、光の
交流成分のみを検出可能な光フ７・イバレンサを提供す
ることを目的としている。
Ｗ粧鬼員遁
本発明による光ファイバｌ！ンリは、最大回折率がｎｌ
の」アと、この］アの外側を覆う１ｉｌＩＩ？≧νｎ２
の第１のクラッドと、この第１のクラッドの外側を覆う
屈折率ｎ３の第２のクラッドとをイ」し、前記屈折率が
ｎｌ ＞Ｃ２＞Ｃ３を満足りるように設定され、前記第
１のクラッドを伝搬Ｊる光電力を検出するようにしたこ
とを特徴どしている７、実」■ 本発明の実施例を図面を用いて説明する。
の」アと、この］アの外側を覆う１ｉｌＩＩ？≧νｎ２
の第１のクラッドと、この第１のクラッドの外側を覆う
屈折率ｎ３の第２のクラッドとをイ」し、前記屈折率が
ｎｌ ＞Ｃ２＞Ｃ３を満足りるように設定され、前記第
１のクラッドを伝搬Ｊる光電力を検出するようにしたこ
とを特徴どしている７、実」■ 本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第１図は本発明による光ファイバセンサの概略構成図を
示す。図において、１は光源、２は光−ファイバ、３は
センサヘッド、４は光検出部、５は光信号、６は電気信
号を夫々示す。センサヘッド３に於いては前述の説明の
様に、測定しようどする物理現象の強さに応じて光ファ
イバ２のコアを伝搬する光電力がクラッドに漏洩する。
示す。図において、１は光源、２は光−ファイバ、３は
センサヘッド、４は光検出部、５は光信号、６は電気信
号を夫々示す。センサヘッド３に於いては前述の説明の
様に、測定しようどする物理現象の強さに応じて光ファ
イバ２のコアを伝搬する光電力がクラッドに漏洩する。
そこで、本発明では、このクラッドへの漏洩光を検出す
るようにしたものであり、第２図に光ファイバ２の具体
的構造を示す。
るようにしたものであり、第２図に光ファイバ２の具体
的構造を示す。
第２図（ａ）は屈折率の分布を示し、１１は二】アで回
折率ｎ１．１２は第１クラツドで屈折率ｎ２．１３は第
２タラツドで屈折率ｎ３であり、屈折率はｎｌ＞Ｃ２＞
Ｃ３の関係にある。
折率ｎ１．１２は第１クラツドで屈折率ｎ２．１３は第
２タラツドで屈折率ｎ３であり、屈折率はｎｌ＞Ｃ２＞
Ｃ３の関係にある。
第２図（ｂ）は光軸を含む断面図であり、光線の伝搬状
態を示す。■１１と第１クラッド間では、臨界角Ｏｃ
＝ＣＯ３’（Ｃ２／ｎ１ ） であり、０１〈ＯＣの場
合光線１４は］アと第１クラツドの境Ｗで全反射される
ことを示しており、光線１５は０２＞Ｏｃの場合で］ア
からはみ出してクラッドｔ−ドになる光線を示している
。第１クラツドと第２クラツドどの境界におｌＪる仝反
ｑ４の臨界角はＯｃ ’ ＝ＣＯ３”（Ｃ３／ｎ２ ）
であり、光線１５は第１クラツドと第２クラツドの境
Ｗで全反射されることを示している。
態を示す。■１１と第１クラッド間では、臨界角Ｏｃ
＝ＣＯ３’（Ｃ２／ｎ１ ） であり、０１〈ＯＣの場
合光線１４は］アと第１クラツドの境Ｗで全反射される
ことを示しており、光線１５は０２＞Ｏｃの場合で］ア
からはみ出してクラッドｔ−ドになる光線を示している
。第１クラツドと第２クラツドどの境界におｌＪる仝反
ｑ４の臨界角はＯｃ ’ ＝ＣＯ３”（Ｃ３／ｎ２ ）
であり、光線１５は第１クラツドと第２クラツドの境
Ｗで全反射されることを示している。
第３図は第１クラツド１２の伝１１Ｎモードを検出する
光検出部を示Ｊ−図である。ここでは、屈折率ｎ３の第
２クラツド１３は１部取り除いてあり、この除去された
部分は屈折率ｎ４０屈折率整合材１Ｇで覆われている。
光検出部を示Ｊ−図である。ここでは、屈折率ｎ３の第
２クラツド１３は１部取り除いてあり、この除去された
部分は屈折率ｎ４０屈折率整合材１Ｇで覆われている。
’ｎ４≧ｎ２の関係を満たしていれば第１クラツド１２
を伝搬する光線は３の屈折率整合材に漏れ出てくる。第
３図にお【−ノる光線１５はこれを示している。この光
線１５を光検出器の受光面に入射させることにより、光
１Ｙンリーヘッドでコアからクラッドに漏れ出た光線を
検出することができる。
を伝搬する光線は３の屈折率整合材に漏れ出てくる。第
３図にお【−ノる光線１５はこれを示している。この光
線１５を光検出器の受光面に入射させることにより、光
１Ｙンリーヘッドでコアからクラッドに漏れ出た光線を
検出することができる。
第２図に示した例では、］アの屈折率分子ｌｉがステッ
プインデックスのファイバで説明したが、グレーデッド
インデックスファイバの場合でも動作は同じである。ま
たクラッドの材質は光学的に前述の屈折率の関係を満た
していれば、ガラス以外の物質を使用しても機能は変わ
らなく、本発明の目的は達せられる。
プインデックスのファイバで説明したが、グレーデッド
インデックスファイバの場合でも動作は同じである。ま
たクラッドの材質は光学的に前述の屈折率の関係を満た
していれば、ガラス以外の物質を使用しても機能は変わ
らなく、本発明の目的は達せられる。
発明の詳細
な説明したように本発明による光ファイバ【Ｚン（」は
コアから漏洩したモードをクラッドモードとして伝搬さ
せ必要に応じて第３図の実施例に示すようにクラッドモ
ードのみ検出することができる。よって、物理現象をフ
ァイバの屈曲に変換してこれを光信号の強度変化として
検出する如き光ファイバセンサとすれば、光の交流成分
のみが抽出されて検出されるので、高感度のセン１Ｙと
イ「り１１する。
コアから漏洩したモードをクラッドモードとして伝搬さ
せ必要に応じて第３図の実施例に示すようにクラッドモ
ードのみ検出することができる。よって、物理現象をフ
ァイバの屈曲に変換してこれを光信号の強度変化として
検出する如き光ファイバセンサとすれば、光の交流成分
のみが抽出されて検出されるので、高感度のセン１Ｙと
イ「り１１する。
第１図は本発明による光ファイバのセンリ−の構成を示
す図、第２図は第１図の光ファイバセンザで使用される
光ファイバの構造を示す図、第３図は第１図の光フアイ
バレンリ−で使用される光検出部の構造を示す図である
。 主要部分の符号の説明 １１・・・・・・コア １２・・・・・・第１のクラッド １３・・・・・・第２のクラッド １５・・・・・・漏洩光 １６・・・・・・屈折率整合材
す図、第２図は第１図の光ファイバセンザで使用される
光ファイバの構造を示す図、第３図は第１図の光フアイ
バレンリ−で使用される光検出部の構造を示す図である
。 主要部分の符号の説明 １１・・・・・・コア １２・・・・・・第１のクラッド １３・・・・・・第２のクラッド １５・・・・・・漏洩光 １６・・・・・・屈折率整合材
Claims (2)
- （１）最大屈折率がｎ１のコアと、このコアの外側を覆
う屈折率ｎ２の第１のクラッドと、この第１のクラッド
の外側を覆う屈折率ｎ３の第２のクラッドとを有し、前
記屈折率がｎ１＞ｎ２＞ｎ３を満足するように設定され
、前記第１のクラッドを伝搬する光電力を検出するよう
にしたことを特徴とする光ファイバセンサ。 - （２）前記第２のクラッドの１部を除去して生じた前記
第１のクラッドの露出部において屈折率ｎ４（ｎ２≦ｎ
４）の屈折率整合材により前記第１のクラッドの外側を
覆って、この屈折率整合材によって前記第１のクラッド
を伝搬する光電力を検出するようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項の光ファイバセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17049485A JPS6230939A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 光フアイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17049485A JPS6230939A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 光フアイバセンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230939A true JPS6230939A (ja) | 1987-02-09 |
Family
ID=15906004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17049485A Pending JPS6230939A (ja) | 1985-08-01 | 1985-08-01 | 光フアイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230939A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312908U (ja) * | 1989-06-16 | 1991-02-08 |
-
1985
- 1985-08-01 JP JP17049485A patent/JPS6230939A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0312908U (ja) * | 1989-06-16 | 1991-02-08 |
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