TW310379B - - Google Patents

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310379 A7 經濟部中夬揉準局貝工消費合作杜印製 B7五、發明説明（/ ) 太發明：> 背醫 本發明之領域： 本發明係有鼷光编想測器，逭棰光鑛感测器利用光束 當作測麗的媒介而且可用於澜Μ磁場（霣流）、霣場（霣 S)、溫度、及類似性質之變化。 翌to持g :>說明： 由於光學元件技術、光學測量技術及光學通信技術在 最近已日趨進步，用於光學通信条統的光獮感测器及光學 综合装置已在不同的領域中進入實用階段，或正在探討或 硏究如何進入實用噃段。例如*光鰌感测器不但具有良好 / 的絕绪性質，而且具有如對&磁感應雜訊如來自打當之离 抵抗性。因此，逭些感测器已持續不断地進入實用領域， 例如利用磁光效應作成光鑛霣滾感澜器，或者利用霣光效 應作成光繼電壓感測器，兩者均用於《力条統（National Technical Report Vol. 38, No. 2, pp. 255-261 (1992), A. H. Rose 等人；Optics letters, Vol. 18, No. 17, \ pp. 1471-1473 (1993);及美國專利第 5,202,629號）。而 且，磁光材料用於光磁領域或本領域的電流感測器已被稹 極硏發（〇. Kamada等人，（Journal of Applied Physics ' Vol . 75, No· 110, pp. 680卜6803 (1994) >，及 R. Wolfe 等人，（Applied Physics Letters Vol. 60, No. 17, pp. 2048-2050 <1992))。再者，已經有人提出光鑛溫度感测 器，其中係使用GaAs晶體在吸收光的過程中之溫度變化 (K. Kyu醒a等人（IEEE Journal of Quantu· Electronics -----^---裝— - (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I310379 經濟部4-央標準局男工消費合作.杜印製 A7 B7_五、發明説明（> ) Vol. QE-18, No. 4 (1982)) ° 再者*已有人提出光學综合«路，例如日本公两專利 申請案第63-60410號，其中係在一檯基底上形成光導波管 而且在該導波管中放置多種光學元件。另外，亦有人提出 用於光學通倍之光學裝置，其中係将光鑛埋於凹榷中*而 且凹棺與其他凹榷係分別利用旋轉葉片鋸予以鋸成》其中 係分別插入光學元件（K. Shiraishi等人，J. Lightware Tech. Vol. 10, No. 12，pp. 1839-1842 (1992)，及日 本公開專利申請案第3-63606» >。近年來，已有人提出使 用薄膜《光器之廉套裝配的光编怒澜器*目的是使光纖怒 澜器小型化Μ及無透鏑装配。 逋些已知的光鑛感澜器、光學部件及光學電路卻有下 面的問題，可參考第18·。第18圈係已知光繼磁場/電流 感拥器之一般Κ置示意鼸。光繼磁埸感澜器&_包括一值光 束入口纗的瞄準器U—個光束出口端的瞄準器12_，其等 分別由光钃180、籀181及透嫌182構成。每值瞄準器均用 座187固定。該感澜器_2_進一步包括一镳光學元件M_。該 元件M_具有«光器183、石榴石晶饉184及測定器185以及 反射鏑186 ，Μ逭種順序依序排列。該光束入口端描_器 IL係Μ光的方式與該褊光器183相達接，而該出口端瞄器 IL係以光的方式與該反射鏑186相連接。 已知的光缳感澜器在裝配時是在基底（未示出）上例 如使用黏著_將光鑛、透鏡、籲光器、磁光材料（或霣光 材料）、澜定器、鏞及類似的光學部件固定，同時適當調 本紙張尺度逋用中國國家橾率（CNS > Α4规格（210X297公釐〉 e (請先閲讀背面之注意事項再^"^本頁) ih. 裝. 订 線 I 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印装 A7 _B7_ 五、發明説明〇,) 整逭些光學元件的光軸。逭樣装配一値感澜器需要很多時 間，附薄的問題是大董生產的效率很差。而且，埴些镪光 器、測定器及嫌傭別均具有大約5 an見方的大小，對整値 感測器的大小在放置上有空間受限的問題。 對於利用溫度與光吸收的期係之光學溫度感拥器，並 不需要任値光器及測定器，所K可做成較小尺寸的感拥I器 。然而，雖然沒有上述的問題，但是另外的問鼉是其所使 用的光學元件會變成過於延長，因此並不便於實用。 對於其中在基底上形成玻»導波管並且在該導波管的 路徑上形成凹槽而且在該導波管中係插入不同類型的光學 元件之逋棰形式的光學部件，雖然可Μ在半導鰻霣路製作 過程中一次完成不同光學«路樣式，因此確保离量生產率 。但是，逭锺光學部件的缺酤是在光雄輿光導波管之間的 連接會發生很大的光損失。另外，要製造逋種光導波管的 設備係非常昂贵。 對於其中光鐵係埋於在基底中所形成的凹槽中並且係 使用旋轉片鋸形成不同的凹槽Μ插入光學元件於其内之造 種形式的光學通倍装置，其缺酤是谊些光學部件很長，在 裂造時必須限制在直線型或滾線型生產線上，與光學溫度 慼測器的情形相似。因此，如果要製造在光束傳送方向上 尺寸較小的光學元件，将是一項難題。這最後所導致的問 題是應用埴種光编感拥器将會很困難。再者，沒有_套或 裸霉的光鐵直接埋於基底中，如此該光鐵可能會在其伸出 該基底的部份斷掉，亦即在光繼伸入基底的入口附近或伸 (請先閱讀背面之注意事項本頁) ' L». -裝. 訂 線 .I__ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ^10379 at _B7_五、發明説明（-) 出基底的出口附近處斷掉。 採用多層、薄膜型褊光器或層狀鴒光器的直線装配式 光繼感拥器係痛要較小尺寸的光學部件，因此表示間題在 於包括光鞴調整的装配操作時會比其他習知技術花更長的 時間。與光繼溫度感測器及直線装配式通信裝置一樣，在 造棰情形中僅能裂造直線型或伸延很長的光學裝置。如果 將光鐵互相連接的情形考*進來，則结果的光纖想拥I器最 小的長度會伸延40至50 n·長。如果逋種直線型光纖感測 器係應用爲光霣滾或磁場感澜器，則所施加的磁壜方向係 與所安裝的光鐵方向相同。逋》直線型的光纖感澜器很難 應用於如第3·所示類型的光繼感測器糸统。逭是因爲道 種光鐵感測器不能置於用K集中磁壜的鐡圈核心空間中， 因此當其置於霣功纜線的周匾時會很難使用。而且，直線 延伸很長的光鐵感测器會受限於放在符合其尺寸的装置中 。應予注意的是，在第3國中所示的怒測器条統在下面會 有更詳细的說明》 太發明耱g 因此*本發明的一項目檷是提供一種光繼感籣器*其 可克服在習知技術中所遇的問題*係包括一成形、裸》的 光鑛部份而且安裝並固定於一基底的凹槽棋型中。 本發明的另一目檷是提供一種光鐵想測器，其在尺寸 、 上較小而且可以很籣單的方式作髙產率的製造。 又一目檷是提供包括«流感測器、«靨感澜器及组度 感拥I器之多種類型的光纖感澜器，其由於在光束入口及出 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 7 I 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 A7 B7_五、發明説明（） α部份附近沒有«合部份，所Μ在光導波管中幾乎沒有光 的損失。 本發明的又另一目檷是提供一種裂造尺寸較小的光鐵 感测器之方法，其中光學元件的光轎可預先調好，不同於 習知技術的装配方法。 本發明的另一目檷是提供一檯一次製造多傾光鑛感測 器的方法，因此可保證大量生產，因而更具經濟效益。 依據本發明的一項實施例，可藉由如下的光纖感測器 完成上逑的目檷，該光鑛感測器包含： 一健具有凹槽棋型的基底； 一條光繼，其包括成形、裸露的光编部份*該部份呈 迺轉υ形而且能夠容纳於或安置於該基底的凹槽模型中， 以及加套的光鑛部份*該部份係從該成形的光繼部份的枏 對兩端延伸的部份，而該成形的光纖部份係固定於該基底 的凹槽棋型中；及 一個光學調變單元，其係固定設於該光纖部份的光徑 上而且置於該基底所形成的至少一傾凹槽中。 醮予注意的是“裸露光繼”一詞係表示由核心及覆層 所組成的光鑛，但沒有任何護套及緩ffi層，但是可以在該 覆層上沈稹一棰表面處理劑，用Μ使該覆層與级衝層之間 能緊密接鼸。 較佳的是，該成形的光繼部具有兩傾彎曲部份，在逭 兩備彎曲部份之間係安装該光學調變單元。 如果該光猶感澜器係磁埸或霣流想澜器，則該光學調 *先閲讀背面之注意事項再本頁) ik·. •裝. 訂 線 本紙張尺度逋用令國國家棣率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 8 ^10379 A7 B7 五、發明説明（） 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 變單元包括一籲傷光器、一籲磁光元件或調變器及一餹測 定器，依此噴序依序安装，並使該镉光器、磁光調變器及 測定器的光轎對準。當該光雄感測器係用作霣場或霣壓慼 測器時，在該«光器與光學調變器之設有—倕λ /4扳。較 佳的是，該人/4板係與該鴒光器或該調變器接》。再者， 當該想澜器係用作瀛度感澜器時，該光學調變單元係由單 一晶板構成，該晶板係由其光穿透度顯箸隨溫度改變的材 質所作成。 不管是否具有λ/4板，該僱光器、光學調變器及澜定 器可以一錶合併或Μ間隔分两安置*並適當調整逋些元件 的光轎。 在本發明的實作中，較佳的是該成形、裸《光钃部份 的彎曲部份係Κ«曲半徑R爲0.3 忘RS15 <，更佳是 0.3 客RS5 〇 ，予以彎曲，如此在該彎曲部份的光損 失不會超過5 dB。為了滅低絕對的光撗失，該成形的光鑛 部份較佳的是用一捶金颶或含有金颺撤顆粒的聚合物软膏 予以覆 再者，每一《曲部份係安排成具有一、二或三值彎曲 酤。如果該彎曲部份僅具有一值彎曲酤，則其«曲角度幾 乎是90° ，而在兩點彎曲時，則每一彎曲角度是45° 。相 同情形，當該裸露光饑部份係在三偏彎曲酤彎曲時，則每 一黏的彎曲角度是30° ，如此在該彎曲部份的缠角度是90' 。因此，該基底的凹榷棋型必須作成符合容纳該安置於其 中的裸露光繼的彎曲部份。例如，該凹槽棋型係直凹榷時 (請先閲讀背面之注意事項再f本頁) L·. 'κι. -裝 訂 線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 9 -η I 經濟部中夹樣準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） ，則其包括二櫥平行凹槽及至少一健與該二平行凹槽交叉 的凹槽，而且在每個交叉酤幾乎均是90° 。為了可Μ順利 容纳該成形的光编部份*造些交叉部份應該最好作成圓順 形0 再者，爲了防止包括該裸《部份的光鐵發生斷裂，最 好是該光繼的加套部份係部分插入該基底的凹榷棋型的凹 槽中*而且特別在該感拥器的光束入口及出口部份之至少 一者，較佳是兩者，之附近使用一棰黏結兩予Κ固定。 依據本發明之另一値資施例，亦係提供一種製造光鐵 感測器之方法，其包含： (a>提供一值基底； (b)在該基底中形成一偏凹槽棋型； (c>分閬設置一條具有裸》光截部份及加套光玀部份 之光殲，該加套光繼部份係從該裸S光鑛部份的相對兩端 延伸出來，而且使該裸霉光鑛部份大致在一镳邐轉的U形 棋中成形，並且能夠容纳於或安置於該凹槽棋型中； (d) 使該成形的裸露光鑛部份安置且固定於該凹槽棋 型中； (e) 在該基底中形成至少一届凹槽，而且該凹槽係Μ 平行於該迴轉的U形凹榷棋型的二平行凹槽之方式延伸， 而且經過該固定的裸霉光鱷部份；及 <f)固定安置一偏光學調變器單元於該光纖的光徑上 ，係»由插入該單元於至少一傾凹槽中。 該凹槽形成的方式可Μ是二傾平行凹檐及一届大致以 (請先閱讀背面之注意事項再本頁 __ •裝· 訂 線 -L-. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） ，Λ _ 1ϋ _ 310379 經濟部中央樣準局属工消费合作杜印製 A7 B7五、發明説明（） 90°與該二平行凹槽交叉的凹槽。在埴锺情形中，該凹槽 棋型的交叉部份較佳是作成圃順形，可使該具有二锢彎曲 部份的成形、裸露光鑛部份以一既定的曲率半徑使其沿著 該曲率半徑容納其中。為了使該交叉部份作成國順形，係 使用磨機及/或具有輪_的磨石。 該凹榷棋型可藉由使用旋轉葉片鋸、嗔砂淸理、在棋 中簿成或蝕刻之方法予Μ形成。當使用旋轉葉片鋸時•其 凹槽形成速度較佳是在0.01至1«米/秒的範匯。該蕖片 必須較佳是由尺寸爲#200至#4000，亦邸平均晶粒度爲60 至3撤米，之晶粒作成。 再者，爲了防止該成形、裸«的光鐵部份在凹槽棋型 的光束入口及出口部份附近發生斷裂，較佳是将該加套的 光以部份插入且固定於該凹槽棋型的凹槽中。_於此， 在該光束入口端、光束出口端及/或光彎曲部份附近係 作成使寬度比其他部份大，Μ使足夠安置該加套的光纖或 該成形、裸露的光鑛部份於其中。較佳的是，在這些部份 的凹槽宽度是該加套的光纖直徑之1.03至5倍。 所使用的光雄必須較佳是一棰多成份光鑛或一棰塑膠 光雄，其等均可容易在想要的棋型中成形。尤其是*逭些 光编可藉由使用具有霣阻加熱器的鼓風器很容易Μ想要的 «曲角度予Μ«曲。如果是使用多成份光鑛時，在4501 至600¾的离狙範園邸足Μ作逋種彎曲。另一方面*對於 塑謬光纖，在80至250它的溫度範園即足Μ作逭種彎曲。 該裸«的光繼部份或該加套的光纖較佳是藉由陶瓷黏 請先閱讀背面之注意事項再本頁) •裝. 訂 -線. Γ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 11 A7 B7 經濟部中央樣準局負工消费合作社印装 五、發明説明（） 結劑、焊接劑、較低熔點的玻璃及/或樹脂接著劑予以黏 結至基底上。另外，該成形、裸露的光鐵部份較佳是用一 檯金羼或在其中分散有金靥顆粒的聚合物樹脂予Μ塗佈* Μ滅低光損失。 如果該光學調變單元係由一傾镰光器、一鏟光學調變 器及一傾具有或不具有λ/4板的《光器所檐成，而且其等 互相間隔两來，則形成三值凹槽以分別安置該鴒光器、調 變器及《光器。 再者，如果一次同時裂造多傾光缠感澜器時，則在大 尺寸的基底上形成多傾凹槽棋型，然後依據至<f〉的步 和以製作個別的感澜器單元，用切割該基底而得到値別的 感測器。 匾式之篛要說明 ' 笫1麵係顙示侬據本發明的一毓寶施例之光學霣潦感 測器示意·; 第2a及2b_係分別願示依據本發明另一《實施例之光 學霣滾怒澜器示意及在逭傾實施例中所使用的光學調變 單元示意圓； 第3·係顯示使用光學霣滾感澜器之澜量条统的示意 9M 第4a及4b_係分別顯示一棰彎曲裸露光鐵部份的步骤 之示意圓； 第5a及5b圏係分別願示成形的光雄示意及具有凹槽 棋型可以容纳該成形的光繼之基底的示意; 請先閱讀背面之注意事項再本I) .—t· .裝. 訂 線 本紙張尺度逋用t國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 12 ；i〇3l?9 1· 五、發明説明（，〜） λ Α7 Β7 別顯示一锺製作依據本發明又另一傾 實施例的光鑛感拥器之步驟示意麵； 第7_係顯示依據本發明又另一傾資施例的光識感測 器不意圈； 第8·係顯示依據本發明另一催實施例的光鐵感測器 示意圆*其中凹槽棋型在該棋型的凹槽交叉部份係作成画 順形； 第9臞係顯示依據本發明另一値實施例的光纖感澜器 示意圖； 第10及11圓係分別顯示依據本發明又另一傾實施例的 光繼感測器示意圖，其中在該基底中的凹槽棋型係依據嘖 砂淸理或棋鑄或蝕刻予Μ形成： 第12及13圏係分別顯示依據本發明另一 e實施例製造 多個光编感澜器之示意_; 第14a及14bH係分別願示本發明的光學感澜器其調變 率與磁場之間鼷係以及其線性誤差輿磁場之間醑係的作麵 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 i/T 本 頁 裝 訂 Γ線 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 第15匾係顯示當光鑛霣滾想測器係置於第3匾的条统 中時，在200安培固定霣流下產生的磁場與鐵芯間隔之間 蘭係的作匾； 第16_係顯示對於不同數值孔徑在成形、裸露的光鐵 部份的彎曲部份處其光損失與彎曲半徑之間關係的作Η; 第17圏係顯示光損失輿凹槽寬度之間η係的作圔，該 凹槽係依據光鐵不同數值孔徑用以揷入光學元件*而且使 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 13 五、發明説明（) A7 B7 經濟部t央樣準局員工消费合作杜印裝 用指數配合油《於該光學元件插入的裸》光繼處之凹榷部 份；及 第18_係一己知的光繼«滾想澜器。 太發明：>»住奮掄俐 上述的逋些附是用以說明參考，其中柑同的參考數 字在通篇本說明窨中係表示相同的部份或元件，尤其是對 第1及2 BI。 第1·係願示依據本發明的一傾實施例之光雄磁壜或 «流感測器。該想測器概括表示為i並且包括一個具有凹 槽楔型12能夠安置及固定部份光鐵14的基底10。該感澜器 U有光鐵14，而該光繼14具有大致成形為邐轉U形的裸 霉光鑛部份16及二傾平行部份20,該U形具有二但*曲部 份18，而該二鶴平行部份係分別從該二瘺彎曲部份18延伸 出來。該裸《光雄部份係固定安置於該凹槽棋型11中，如 醑所示，並且在該二值彎曲部份18之間的光徑上具有一館 調變器單元1。在逋值例子中*該調變器單元括一但 搞光器22、一値由*例如，石榴石單一晶醱作成的磁光元 件或調變器24及一値澜定器26,係如黼所示依逋一順序間 隔依序安装於其間。相對於該二傾平行部份20呈平行延伸 的長形凹槽28係用Μ插入該«光器22、光學調變器24及測 定器26於其固定的位置。 該光鑛14的加套部份具有護套30,係在使用處覆蓋該 裸露光编部份16。 用於逭一目的的基底10可由陶瓷、玻璃或如習知技術 (請先閲讀背面之注意事項再本頁 ih . ,Γ· -裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（0阳）戍4洗格（210'乂 297公釐） 14 A7 _B7___ 五、發明説明（） 中已知的類似物作成。雖然該基底係依最後感測器想要的 尺寸而定，但是通常的厚度是1至5 BB。 該基底10係與該凹榷棋型12—起形成，如第1画所示 ，係用以固定該酒轉U形的成形光雄部份16。該凹槽棋型 12係由兩值沿著該基底10的長度而互柑平行延伸的凹檜12 ’ 及一傾與逋兩傭平行凹槽12’大致以90°交叉的凹槽12”所 構成。該二平行凹槽12’所作成的寬度係恰適於容纳該實 施例中成形、裸露的光纖部份16於其中。 雖該光繼可由石英作成，但是在本發明的實作中較佳 的是使用多成份玻璃光鐵或塑膠光繼。該多成份玻璃光编 包括，例如，由含有Si〇a的組合物作成的核心，而且在該 Si〇a中加上B，03、Naa〇、Ka〇及類似物，以及由含有Si〇a 的組合物作成的覆靥，而且在該Si〇a中加上Ba〇3、Tla〇、 及類似物》該塑膠光鐵是那些主要由聚甲基丙烯酸甲 醋所組成者。 該裸露的光雄部份16係成形為如第1_中所示的通轉 U形，而且該部份的直徑通常是從125至1000 mb。基於光 損失及感測器尺寸的考董，該彎曲部份係作成彎曲半徑是 從0·3至15 a·。如果該彎曲的曲率半徑小於0.3 aa，則其 光損失會超過5 dB。而且亦很難Μ更小的半徑重禊竃曲該 裸露的光纖部份。 該光繼14的外鞘可包括一缓衡層及如在該技鷓中已知 的護套。 該磁場感澜器在該裸霉光鐵部份16的光徑中介於該 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > Α4规格（210X297公釐） 15 310379 at B7 五、發明説明（） 等彎曲部份18之間的部份設有一艟光學調變單元放_。該單 元括一匍由玻璃作成的褊光器22、一個由，例如，石 榴石單一晶饈作成的磁光調變器24、及一傾由玻璃作成的 測定器26。特別的是，使用當作該調變器24的石榴石軍一 晶醍係以，例如，使化學式為（BiYGdLahiFeGaUfK«之Bi-取代的石榴石禊在由，例如，（GdCa)3(MgZrGa)e〇18作成 的基底上向軸外成長予Μ形成。 該傾光器22、磁光調變器24及測定器26係依逭一順序 依序安置並使逭些元件的光轎對率。爲了便於對準逭一光 軸，較佳的是埴些元件均作成長方形*而且其長度至少大 於該凹槽12”寬度的兩倍。 在這一實施例中*該籲光器22、磁光調變器24及澜定 器26係Μ既定的間隔互相保持分閭的W係。逭些元件的厚 度係在*例如* 100至1000 Μ·的範画。 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再本頁) 正如上面所說明的*第1圓中的光學調變單元Μ_具有 互相間嗝两來的元件22、24、26,但是可Μ—鼸合併起來 。這待別是顯示在第2a及2b疆中。在逋儀實施例中，只有 —健凹槽28作成用於插入該光學調變單元M_。該單元 有Μ如樹脂接替ΑΙ的黏结_連结在一起的籲光器22、磁光 調變器24及澜定器26。逭種樹脂接著用的例子包括環氣樹 脂、丙烯酸_樹脂及類似物。因此，逭種感澜器在尺寸上 可作成比在第1画中的情形邐小。 在造値實施例中，如第2a圔所示，該加套的光鑛14係 安置於該凹槽棋型12中靠近光束入口部份32及光束出口部 本紙張尺度適用中國國家揲準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 16 靈 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 份34。 在第1_的實施例中，該裸S的光鐵部份16係藉由樹 脂接著m、_瓷黏结爾、焊接涮、低熔點玻瓖或類似物固 定於該基底10上。對於第2a·的情形，該光獾部份16可藉 由使用如上面說明的黏结劑予以固定，而該加套的部份可 使用樹脂接著劑同時在部份32、34瘺當黏結於該基底10上 Ο 在操作上，當在第1或2a_中所示類型的感測器係用 作磁場感測器時，則磁場係Μ在第1及2a圔中雙筋頭所示 的方式施加。由與該光繼14M光學方式連接的光源（未示 出）射出的光束係經遇其一端，如在傾別的中所示，到 逢該光學調變單元。在該單元M-中•該光束經β光玀14 到建該鴒光器，在此該光束被轉捵成鎳性镉極的光束。該 光束的《極平面係Μ舆所施加磁塲大小成正比例的角度旋 轉，因此當該線性《極光束經過該磁光元件24及澜定器26 時，結果的線性傷棰光束係Μ具有舆該施加磁埸大小相對 應的強度傳送。 例如，該光鐵磁場或電流感測器可應用於第3所示 的条統。在逭镳匾中，霣源纜線100的周園是具有間隔104 的雄芯環102。電滾感測器106係置於如黼所示的間隔104 中。該想澜器106係藉由光编110以光的形式與光源單元 108連接，而在該感測器106中調變的光束係藉由光_112 傅送至光偵測單元114 ，然後經由一般的方式送到訊號處 理器116。 η 先 閲 讀 背 之 注 項 再 本 頁 裝 訂 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 17 310379 A7 A7 _B7_ 五、發明説明（） 霣滾怒测器已經在第1、2a及2b钃中說明。事實上， 霣埸或霣壓感澜器亦可以相同的方式製造。對於霣場感測 器，逋檯光编想测器與前述的«滾感測器安装的方式一樣 ，除了光學調變單元Mi須具有《光器22、《光調變器24 及測定器26。另外，λ/4板必須進一步設在該傷光器22與 該光學調變器24之間。較佳的是，該λ/4板係舆該«光器 22或該光學調變器24接觸。該测定器可由在霣滾感測器中 使用的相同材質作成。該λ /4板係由，例如，石英作成》 該霣光元件係由能夠依《位改變而使光镉棰狀態改變的材 質作成，係包括，例如，LiNbO，、LiTaO,或類似物。如果 該單元I係如第2&及2b鼷所示合併成一*，則依鴒光器、 λ/4板、霣光元件及澜定器造檯顒序合併一起。 相似的情形，溫度感測器佈置的情形與前述的霣滾想 測器相似，但是該光學調變單元iiL只由一傾光學元件構成 ，並不使用偏光器及拥定器。依此，該租度感澜器的结構 係如第2a疆所示。該光學元件係由，例如，其透光度係隨 溫度而變的材質作成。逭棰材質包括，例如，GaAs、Si、 Ge、硫族元素化合物玻璃、Nd:玻《或類似物。 第4a至4d、5a、5b及6a至6d圔係說明該感测器之製 造過程。就方便考量，僅說明霣流感澜器的製造過程。 在第4a至4(1圓中，係說明如何使裸霉的光鐵部份彎曲 以安置於第1圏的凹槽楔型12中。在第4a_中，係願示一 段加套的光繼14,其包括級衝層及類似物的護套層30係部 分從該加套的光鑛14上除去。因此，該由核心及覆層組成 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0 X 297公釐） ，n 請先閲讀背面之注意事項再本頁 裝· 訂 •線, 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 A7 B7 經濟部中央橾準局貞工消費合作社印製 五、發明説明（） 的光鑛16俤如第4b_中所示的情形曝《出來。臁予注意的 是，該光鐵覆層上可塗上一種表面處理_，係用JW促進輿 播衝層緊密接觸。然後該曝S的光鑛部份16係安置於如第 4c·中所示具有凹槽38的不锈銷或_瓷鑄棋36中。該凹檐 38具有一值大致呈90°的轉角*而且係Μ—想要的曲率半 徑彎曲。在谊一條件中，該裸露的光纖部份16係，例如， 藉由具有霣阻器的鼓風器40予Μ加熱，再沿著該凹槽轉角 予Μ彎曲*亦邸如第4c·中所示的情形逐渐彎曲。 對一般的石英光鐵而言*通常的實作方式是利用氣疆 燃燒器的离溫火焰或藉由霣彍使該光鐵《曲。鼷於此，但 是如果該火焰或霣弧係用於多成份光繼或塑膠光鐵，則通 度會變得太髙而使該使用的光繼捍熔解或燒掉。因此，使 該石英光缠沿箸該棋型凹槽38彎曲，是一件很困難的事。 潙了避免上述的情形，係使用可遽雹控制熱空氣匾度 的鼓風器，其係藉由控制霣潦通遇由，例如，錁絡合金線 或Kanthal合金線作成的《阻加熱器。實際上*該裸露光 雄可藉由鼓風器的熱空氣予Μ重複彎曲，對於多成份光繼 桿是Μ 450至600t的租度，對於塑膠光儀是以80至250D Ο 如果需要，該鑄棋36可具有一鏹嵌入的加熱器*藉由 逋種鑄棋，該光孅部份的彎曲率可依痛要而得到更適當的 控制。 藉由上述的步》，該裸》的光鐵部份可大致彎曲成如 第4d鼸中所示的具有二梅彎曲部份18的迺轉U形，每傾青 本紙張尺度逋用t國國家揉隼（CNS ) A4规格（210X297公釐） 19 (請先閲讀背面之注意事項再f本頁 ir. •裝. 訂 線 S1Q379 五、發明説明（ 經濟部中央橾準局貝工消費合作杜印製 曲部份大致呈90°角，曲率半徑爲R。 例如，在此所說明的情形是使用數值孔徑爲0.4、核 心直徑爲200 u»以及裸露光繼部份直徑為250 μπι的多成份 光繼。在該彎曲部份18處的曲率半徑可藉由控制該凹槽38 的曲率予Μ任意設定。基於光損失以及設想光鑛感測器尺 寸的考量，該裸露光獾部份的曲率半徑較佳是設定在0.3 至15 am的範園。對於製造較小尺寸的感测器而言*該曲 率半徑是設定在0.3至5 bb的範園。如果該探露光纖部份 的曲率半徑是小於0.3 bb時，則光損失會到達5 dB或更离 。而且要使該光鑛部份Μ埴麽小的角度«曲是一件困難的 事0 第5b鼸係顏示被作成具有凹榷棋型的基底10,能夠容 纳該成形的光鑛部份16於其中。在第5a·中顯示的具有成 形部份16的光鑛係安置於凹槽中，並藉由如樹脂接着劑、 陶瓷黏结薄、焊鉛或低熔酤玻瓖之黏结;«固定於基底上。 逋在有鼷第6a至6d_的說明中有更詳的敘述》 在第6a醒中係顧示一種由，例如，玻癘、如聚磧酸酯 、聚醮亞胺、玻鶄谶維補強的聚醮胺、聚苯醚或類似物之 工程塑膠、或如AU〇3、SiO*及在該技g中常用的類似物 之陶瓷所作成的基底。在該基底上所形成的凹檜有互相平 行璀伸的凹榷12’及凹槽12"。該凹榷12”係大致以90°與 兩®凹槽12’垂直相交。逭些凹槽12’、12”係，例如，藉 由旋轉葉片鋸予以形成。因爲在逭禳例子中該光缠未被切 斷，所以可以高速瀛度，其中該凹槽形成速度不會低於1 /s，而且該葉片的硏磨晶粒度是#200或更低，亦邸60 請先閲讀背面之注意事項再本頁) -裝. 訂 線 本紙張尺度逋用中國國家揲準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 20 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央揉準局員工消费合作杜印製 或更高。然後，該光鰌14的成形光鑛部份16如第6b_所 示係固定安置在該凹«模型中。如果在第6b画中仔細看， 可發現該成形的光编部份並未精確彎曲成90° ，但是係Μ 前述方式形成具有一定的曲率半徑R。因為在每一彎曲部 份18處形成的曲率半徑足夠大，所Μ該成形的光缠部份可 很容易安置並固定於凹榷棋型中。《於此*該平行的凹槽 12’所形成的宽度是該加套光纖14直徑的1.03至5倍。該成 形的光繼部份16係藉由樹脂接瞽劑、陶瓷黏結劑、焊接劑 或低熔點玻璃固定於該基底10的凹槽部份。通常，焊接劑 不會直接黏結於玻瓖基底上。當使用絪焊及超音波焊接機 器時，則可黏结在玻瓖基底上。 在固定該成形的光纖部份16之後，如第6c_所示在二 健彎曲部份18之間K既定的間距並大致以平行於該凹槽12’ 的方式形成三褊凹棺28*用以在光徑上安插一傕镳光器、 一 fi光學元件及一傾_定器。在形成該三值凹槽28期間， 介於該彎曲部份18之間的光繼部份亦會由於形成凹槽的動 作而被部分除去。該凹槽的形成可利用旋轉蕖片鋸完成， 該蕖片係由粒度為#200至#4000 ,亦邸60至3 »，的硏磨 晶粒作成。在逭傭例子中，所使用的凹槽形成速度較佳是 在0.01至1 BB/S的範園。在上述定義的速度範園內，在形 時被切割的光纖部份在截面上並不會相H糙。因 此，由於在該光繼的粗糙表面上發生的光損失可以減低。 如桌使用由較大粒度晶粒作成的駑片或如果該形成速度增 离，則切割表面會變得更粗糙，因此造成較离程度光散射 (請先閲讀背面之注意事項再9本頁) -裝' 訂 線 本紙張尺度遴用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 21 I A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（） 的不利彩響。雖然可能使用由更小粒度晶粒作成的葉片或 使用較低形成速度》但是產率降低。 該凹榷28的寬度必須以足夠容納艏別元件於其中的方 式予以決定。例如，當每個凹槽28是M0.51 的宽度形 成時，則値別元件係作成具有稍撤較小的厚度*例如0.50 鼸〇 然後，如第jd疆所示，儀光器晶片22及由玻瓖傷極板 作成的测定器晶片26及由，例如，石摑石單一晶《作成的 光學元件係安插在光徑上的凹槽28中。該光學元件或調變 器係由，例如，在（G<iCa>3(MgZrGa>e〇ia基底上向軸外成 長的Bi-取代的（BiYGdLa>3(FeGa>e〇ie作成。逋些镉光器 、元件及測定器係藉由如熱固性環氧樹脂、熱固性丙烯酸 酯樹脂或類似物之樹脂接著爾予以固定。《予注意的是， 逭些鴒光器及测定器的镉極平面在霣滾感拥器中係Μ相互 傾斜45°的方式安置。 依擴本發明，當該裸露的光纖部份在其彎曲部份的曲 率半徑是在0.3至3 的範園時，則可Μ作成在所施加的 磁場方向上宽度為10 1·的基底10。相似的情形，當該半 徑是在3至5 的範園時，則沿蠆磁壜方向作成的基底寬 度是15 μ。因此，小尺寸的感澜器被製造出來。 在上述的過程中，因為係使用旋轉葉Η鋸，可以使所 形成的凹槽在寬度上抑制在不超過大約10 的水平。逭 表示只是插入疽些包栝儀光器、光學元件及澜定器的光學 元件邸可很容易對準逭些元件的光粬*並不需要採用特別 請先閲讀背面之注意事項再本頁) -裝. 訂 線 本紙張尺度遑用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X 297公釐） 22 I310379 A7 B7 五、發明説明（） 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 調整該光軸而且浪费時間的技術。而且*逋些光學元件的 有效光束直徑只要比該光繼的直徑稍微大一些即已足夠° 就這一覼念而言，逋些光學元件可有效在尺寸上作得更小 。因此，依據在前面所述的本發明製作過程，由於不箱要 調整逋些光學元件的光軸，所以其步思會更餺單，而且逭 些光學元件在尺寸上可作得更小。另外，在光導波管舆光 繼之間沒有任何接合*該接合部份的光損失在本發明的實 作中並不會發生*逋在習知技術中是一項問S。 第7圔係說明本發明的另一傾實施例。在第7圓中， 該感測器的佈置大致與第1圔者相似*除了該裸霉光鑛 部份16的彎曲部份18係具有二個相等的轉角黏18a及18b， 每一轉角均一樣以45°彎曲。逭種情形一樣得到與第1画 感澜器相同的效果。在此，輿第1圓的慵形相似，該基底 的形成係具有平行的凹檜12及與該凹槽12垂直交叉的凹槽 12a。再者，凹槽12b如第7圓中所示係與該儀別的凹槽12 及凹槽12a大致Μ 45·彎曲。在逋種安排中，雄然結果的 感《器在尺寸上變大，但是有效曲率半徑會比第1·者為 大*所Μ在該光儀*曲部份的光損失可減低。例如，當該 有效曲率半徑是在5至10 »的範園時，則該基底沿箸磁場 方向的寬度係Μ 25 爲適當》相似的情形，當該有效半 徑是在10至15 a*的範園時，該基底的寬度大約是35 a·。 在第7圔的實施例中，該彎曲部份具有二個彎曲酤* 每値彎曲酤大致M 90/2= 45°彎曲，因此缠彎曲角度爲90° 。亦可能形成一棰成形的光鐵部份，其中每一該光鑛部份 請先閲讀背面之注意事項再本頁 Γ 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐} 23 五、 發明説明（ A7 B7 經濟部中央樣準局負工消費合作社印製 的彎曲部份具有三值相等的轉角點，每一轉角點Μ 90/3 = 30β彎曲*因此總彎曲角度爲90° 。資際上，該基底可以 形成具有三值相等轉角貼的凹槽。在埴種情形中，該光徑 可對每一該三縝相等轉角黏Μ 90/3= 30β彎曲，如此在一 轤彎曲部份總共彎曲90° 。如果該基底所形成的凹檐在一 值彎曲部份具有四個或更多相等轉角酤，每一轉角點具有 90’/η的彎曲角度，其中4,則逋變成需要在形成凹槽 操作中多次旋轉該基底。逭需花很多時間，因此並不適合 實際的«用》 第8圔係顯示本發明另一值實施例，其中在該顆著基 底10長度的二傾平行凹槽12舆該垂直於凹榷12的凹槽12’ 之間的相交處係作成園順形，如42及42a所示，可讓成形 的光繼部份16獲得安置，縱使該彎曲部份18分別具有相當 大的曲率半徑，例如，3至15 M。逋可_致更小的光損失 Ο 對於製造逭種國順形的凹槽棋型，逭些相交處係藉由 具有柄及磨器的磨石予以形成順形。逋檑磨石係由粒度 為#200，亦邸平均粒度爲60 «，的硏磨晶粒作成。由於 已磨成函順形，所Μ逋些凹槽並不需要全部作成適合安置 該成形光鐵部份的寬度。但是，該光損失可壓低至很低的 水平。 第9鼸係願示本發明又另一β實施例，其中該感澜器 的基本佈置係舆第1_者相似，除了該加套的光纖14係部 分安置並固定於在該想澜器i的光束入口及出口部份附近 請先閱讀背面之注意事項再τ本頁) __r. 裝 訂 線 本紙张尺度逋用中國國家橾率（CNS ) Α4規格（210 X 297公釐） 24 -Ο A - A7 B7 五、發明説明（ 請 先 閲 讀 背 ιέ 之 注 意 事 項 本衣 頁 平行凹檜相對纗的凹槽中。更詳细而言，該成形、裸露的 光鐵部份係輿護套30 —起固定於部份32、34。藉此，該部 份16如第1圈中所示很容易在*用時由於在凹槽12’的入 口及出口處的外力而斷裂，卻可由該護套30而播得補強。 在埴種情形中》該凹槽12’的宽度係決定在該加套光纖14 直徑的1.03至5倍。 在逋棰佈置中，該加套的光纖係固定逋些凹槽中，因 此可防止該光鐵14在入口部份32、32’及出口部份34、34’ 附近處發生斷裂。因此，該感測器2_在整鼸上檐械強度》1 得增強。 訂 將該光编U固着於基底10的方式是使用如環氣樹脂的 熱固型樹脂接着癲黏结該加套的光鐵14,逋種方式表現很 离的接着強度。 在逭些上述的實施例中，凹槽模型係使用旋轉葉片鋸 予以形成。如果是第10及11_中的凹槽棋型12則使用嗔砂 淸理或在鑄棋中鑄成或蝕刻予Μ形成。 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印裝 在第10及11圏中顯示的實施例中，該凹槽棋型12如在 逭些圈中的情形係作成通轉U形的形狀。作爲安插光學元 件22、24及26的三儀凹槽係設在該二傾凹榷12’之間，順 着凹槽12’延伸，並互相隔開。基本上，逋锺設有凹槽的 基底與第1_者相似。 這種凹槽棋型係依據《砂淸、》刻或棋鑄的方法予Μ 形成。 當使用嗔砂淸理時，基底10係黏上一籲由，例如，用 25 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 310379 經濟部中央標準局f工消费合作社印製 五、發明説明（） Μ阻抗嘖砂淸理的乙烯樹脂膜撙所作成的護罩。在逭傾護 罩上有一個迺轉U形曝霉於《砂淸理。在逭種情形中，該 基底係鞴由一般方式作嗔砂淸理處理，其中該基底是放置 在嗔砂清理器中並藉由該護罩Μ—設想的棋型作成凹槽深 度逹，例如，100至1000 |1龜。 用於該嗔砂淸理的基底是由*例如*软玻璃作成，逋 種軟玻瓖如Pyrex玻璃、鉛玻癘、藍面玻襄及類似物，均 缠於藉由嗔砂淸理方法形成凹榷。在埴種方法中》係使用 —種可以形成具有任何想要的曲率半徑的曲度或彎曲部份 之謭睪棋型。更詳细而言，逭種凹槽棋型可形成像該成形 裸霉光繼部份16的曲率半徑。 相似的慷形，第12或12·的凹槽棋型12可藉由拽刻形 成。在逋種情形中，係将一棰防塗覆在基底上，預先 乾嫌，接著在一設想的棋型中曝《於光中，再予W乾燥及 期像。然後将逋一帶有棋型的基底在如氲氟酸条的蝕刻剤 之適當蝕刻两中作蝕刻處理，因此形成一镳100至數百M· 深度的凹槽棋型。雖然逭種蝕刻技術並不必要满足尺寸精 確度，但是逭種具凹槽基底的製造速度是嘖砂淸理或旋轉 葉片鋸技術的2至10倍。 另外，該凹槽棋型可使用鑄棋形成。在逭棰情形中， 係使用前面提及的陶瓷基底或工程塑》樹脂，先在其中加 入埔充劃用以降低熱膨脹係數並增強檐械強度，然後放置 在能夠提供如第10圈中所示的凹槽棋型之鑄棋中。如果是 陶瓷基底，該棋鑄的基底像一般情形一樣火堍或燒結。 (請先閲讀背面之注意事項再本頁 ir. -裝· 訂 -線· Γ 本紙張尺度逋用中國國家梂率（CNS ) A4规格（210X 297公釐） 26 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央樣準局員工消費合作社印製 第11謹係願示本發明另一鶴實施例，其中部分該加套 的光编14之加套部份32、34係輿第9_的實施例一樣插入 凹槽棋型12中。鼸於此，該凹槽棋型12在對應於32、32的 部份係作成較寬Μ分別安置逋些加套部份30。逭種形式的 棋型裂作方法可由哦砂淸理、蝕刻或棋鑄之任何一種方法 完成。 在第10及11圓中所示的資施例中，三禳凹槽28係以前 述的方法完成*製作想澜器的方式與前述的實施例相似 。實際上，如果是一髓的光學調變單元安置其中，則可只 形成一個凹槽28。 V 在第10及11圈的實施例中，在提供該基底時起初的尺 寸並不簠要。更詳細而言*在該基底中形成想要的棋型之 後，可作適雪剌除而得到適合光鐵感澜器使用的具凹槽基 底。 在前面所述及的所有實施例中，該成形裸露的光鑛部 份16係具有二俪彎曲部份18,或多或少會由於該光繼部份 16的曝露而遣成光損失。爲了減低逭種光損失，較佳的是 該裸露的光鐵部份16係使用金臑或含有微粒金屬的聚合物 組合物予Μ塗覆。逭種金颶塗覆係由餵鏡反醮、非霣解式 鎪金、霣解鎪金或類似方法完成。逭锺金屬的例子包括Au 、Ag、Pt、Ni、Cu、A1或類似物。該裸《的光鐵部份可在 成形遇程之前或之後使用金屬沈積2至200 u·的原度。銀 鏡反臁在操作上相當簡單*因為光鐵的預先清洗很籣單。 非霣解式鍍金在鍍金搡作上很簡單，但是前處理相當複雜 請 先 閲 讀 背 it 之 注 項ar 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐} 27 I五'發明説明（） A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 。再者*如果只用非«解式鎪金可能不足Μ達到逭種目的 的厚度。因此可能需要霣解鎪金，亦邸需要更多的步嫌。 真空沈稹技術可用於在該裸《光繼上形成金屬膜。一般而 言，真空沈稹方法Μ塗覆在平面板上較有效。對於具有彎 曲或具曲度部份的光鑛而言，逋锺光鑛必須在真空中旋轉 或必須從真空室中移出，之後該光鐵係置於不同的位置， 接著再作真空沈積。如此，雔然光損失可藉由««或真空 沈積而如想要的慵形一般減低*但是逋棰步》卻很複雜。 對於含有至少一棰灌自Ag、Au、Pt、Ni、Cu、Α1及類 似物的金屬撤粒之聚合物膏狀物而言，係塗佈在該裸露的 光雄部份上，再經乾燥而得到塗佈的光鑛部份。因此逭播 步嫌非常籣單。使用於該蕾狀物的聚合物例子包括環氧樹 脂、丙烯酸樹脂及類似物。逭種金颺顆粒的尺寸在5至200 »，加入該聚合物膏狀物中之份置爲10至99 wt%。 藉由逭種塗佈或金饜沈積，逃離至覆靥的光束可獲得 適酋的傅送，並不會釋放到空氣中或接著層。當然*所遘 擇的金羼塗佈或沈稹會增加在該襌露光繼部份表面的反射 性，而且在空氣中相翥安定，因此從該反射性不會隨時間 而滅弱的觀酤而言係非常適合。 第12及13匾係說明裂造多值光编感澜器的情形》 第12圃係顯示一傾具有很大面積足以製作多傾感拥I器 的基底10a。逋傾大尺寸的基底10a係藉由旋轉窠Η鋸形成 凹槽12’、12”。在遒値鼸中，逭些凹榷12’、12”的形成係 相對醮於用Μ作成光繼感澜器的10镳凹槽棋型。當與一值 請 先 閲 讀 背 面 Ϊ 事 項fr 本 頁 裝 訂 Γ線 本紙張尺度遑用中國國家標率（CNS > A4规格（210X297公釐） 28 A7 B7 310379 五、發明説明（ 請 先 閲 背 Si 之 注 意 事 項 I 本 頁 形成具有凹榷棋型的基底之情形比較時，大尺寸的基底在 逭値實施例中係放置在一倕備以旋轉葉片鋸的台階上依想 要的方式作自動處理，因此可以顯替增進鏖率。 在逭棰狀態下，多値成形的光鐵元件14係分別安置及 固定在如第13臑中所示的值別凹榷棋型中。然後，大致重 覆第6c至d 的步明，除了在逋值實施例中每鴒感測器單 元中形成一值用Μ安插光學調變單元的凹榷28a。該光 學調變單元係安置並固定於其位置中，因而在該大尺寸 的基底中得到多鶴感测器。在逭一健實施例中，所說明的 單元MJ1 —黼合併的單元。該大尺寸的基底然後沿著虛嫌 切割而得到鵪別的光鐵想測器。在第13·的例子中，係一 次製造10舾感澜器。裂造該10籲感測器的時間與10鴒感澜 器艏別製造所須的時間比較可減少至1/3至1/5。 實際上，可形成三俪凹槽28a Μ分两安置光學元件於 個別的凹槽28a中。 經濟部中央橾準局員工消費合作社印製 所製造的感澜器數目可依情況而定。更小或更多數目 的想测器可依相似的方式製造。在第12及13讕的實施例中 ，雜然該感测器單元是在兩條製迪嫌上形成，但也可使用 一條或四條製造線。如果是使用方形基底，則可利用頃著 該方形基底的四邊形成凹槽模型。 在第12及13·的實施例中，係使用如前面說明的旋轉 葉片鋸。無需說*亦可Μ相似方式使用》刻、«砂淸理或 棋禱而得到相似的結果。 如前面所淸楚說明的，該光繼想测器具有彎曲的結構 29 本紙張尺度適用中國國家搮隼（CNS M4规格（2丨OX297公嫠） A7 B7 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 五、發明説明（） ，因此該怒測器可順著其長度減小尺寸。埴對當逭種光獷 感澜器係用作m滾感澜器時較爲有利，磁場在該感澜器頭 部集中處的雄芯間m可以作得更小，如此對該感测器的高 感度非常有效。另外，更小的鐵芯闢隔可確保減低外來磁 場的彩響。 該成形裸s光鐵的曲率半徑俤依光鑛感澜器的尺寸及 光損失的公差而定。當該曲率半徑R <«0是在0.3‘R各15 ««的範圃K及該光損失的絕對值不大於5 dB，則該光雄感 测器整鶄的光損失可降低到不大於30 dB的水平。雖然依 訊號處理霣路的種類而定，但亦可能使用本發明的光鐵感 測器當作光鐵感測器条统Μ庙當處理感澜器訊號。更佳的 是，該半徑R是在0.3‘R彡5 β·的範醒，則該感測器係作 成更小的尺寸。在此應予注意的是，如果R< 0.3··，則 在彎曲部份的光撗失可能增离，或者該彎曲部份可能不可 重複成形。 由於本發明的光鑛感澜器在光導波管與在光束入口及 出口部份附近的光编之聞沒接合部份，所以在逋種接合部 份處沒有光摸失發生。 雖然在本發明的資作中可能使用石英光鑛，但較佳的 是使用多成份光纖或塑膠光纖，較悉便利的是這棰光繼可 在相當低的溫度下彎曲。逭些多成份及塑膠光繼係製作成 使在其核心與覆靥之間的折射率差變大。造结果將導致逋 棰光纖的數值孔徑係大於石英光鐵者。 爲了安插光學調變單元MJ$凹槽28中*較佳的是當該 請先閲讀背面之注意事項再'本頁 .裝· *νδ 線· 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 30 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印装 凹槽28的寬度係MLg (〉表示，而光鑛的數值孔徑MNA 表示時，則NAX Lg彡0.55。藉此，該絕對光損失可滅低至 不离於5 dB的水平。NAX Lg之值可藉由減小凹槽寬度Lg而 滅小到儘可能的小。因此，更佳的是0< NAX Lg备0.55。 所使用光纖的參數並不受限於包括該數值孔徑滿足於NA與 Lg之間的醐係。 如前述，使具有或不具有一種金羼或多種金屬或聚合 物-金屬組合物塗佈層之裸霉光纖部份或加套光雄固定係 可能使用陶瓷黏結劑、樹脂接著爾、焊接_、低熔點玻璃 及類似物任何一棰予以完成。較佳是使用樹脂接蠆»，因為 其可在相當低溫或室滙下固定。主要由無槻_瓷组成的陶 瓷黏結劑可在室溫下«化，對玻《表現良好的接替力。另 外，陶瓷黏结剤比樹脂接著劑具有更小的熱瘅脹係數，有 利於與用於作成光鑛的玻璃相似的係數水平。 對於焊接劑及低熔酤的玻瓖，係霈要比樹脂接著劑更 高的粗度，但是對固着作用而言卻比較可靠。 因此，較佳的是具有或不具有一棰金羼或多檯金羼或 聚合物-金羼组合物塗佈層之裸露光鐵部份係藉由陶瓷黏 結劑、低熔點玻瓖或具有离黏结力的焊接劑任何一種予Μ 固定*而加套的光编係用對有機物質具良好接着力的樹脂 接着«I予Μ鲇結。 再者，用於光學調變器或元件的材霣已於前面述及， 包括用於霣滾感器的石榴石晶鐮，用於霣埸想测器的LiNb〇3 、LiTa03或類似物，用於《度感澜器的GaAs、Si、Ge、硫 請 先 閲 讀 背 Sr 之 注 項fjp 本 頁 裝 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 31 A7 B7 五、發明説明（） 族元索化合物玻璃、Nd:玻璃或類似物。除此之外，亦可 以相似方式使用液晶Μ具有霣光效*。若使用液晶，可作 成》度為數至數百Λ·的光學調變器。當液晶槽置於光徑 中時，光損失不會那麽大•因此比較有利。亦可使用具有 霣光效應的介霣晶黼。在逭棰慵形中，該晶鼸的厚度會很 大*因此增加光損失。但是造棰介《晶饈比液晶化合物可 靠。 在光學調變單元中使用的《光器、光學單元、λ/4板 及測定器必須較佳是作成具有方形主要表面，光束可由此 穿過*使结果通過逭些元件的穿透光束的偏極方向可由視 覺判斷。因此，當逭些文件安置且固定於基底時*該櫥極 方向可很快的決定*不致失敗。逋種光學元件必須較佳是 具有該凹槽28寬度至少二倍的長度。 該光鐵想測器及其製造方法具有下面的優點。 該光鐵大致是邇轉U形，其在爾曲部份大致是90"， 在逭些部份處有或沒有作成園順形，而且光束係直接到逹 光學調變單元*所以完全不需要在習知技術中使用的透鏡 ，透鏑架及反射鏡。 經濟部中央樣率局男工消費合作杜印製 光學元件係安置於基底中形成的一雇或多籲凹槽中， 可確保很容易調整逭些元件的光翰。逭些在尺寸上比習知 技術的副本還小的光學元件係用以安置在該凹槽或多β凹 槽中，因此證明是更經濟。 該凹槽模型及用以安插光學元件的凹槽可柑當容易利 用旋轉駑片鋸、嘖砂淸理、姓刻或棋«予以形成。 本紙張尺度逋用中國國家樣率（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 32 I310379 A7 B7 五、發明説明（ 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 光繼感測器的產率可藉由在大尺寸的基底中形成多但 凹相[棋型，使成形的光鑛固定在催別的棋型中，形成一健 或多值凹槽用Μ在該光鑛的光徑上安插光學元件，固定逋 些光學元件於其位置中及切割該基底成儀別的想测器而急 劇增离。 該光繼是以彎曲的方式安裝，所Μ结果的感澜器長度 可Μ作得更小。當逭種感測器是用於雄芯的間隔中當作霣 溁感拥I器時，比習知技術中的情形更小的間隔足以用於瑄 一目的，可確保較高的感度及較少的外來磁場彩響。 該裸露光鑛部份的彎曲部份係用金屬或含有一播或多 種金靨微粒的聚合物組合物予Μ覆蓋。由於逭種覆蓋，可 Μ減低光損失，結果的感澜器具有更佳的SN比。 該加套的光鑛係一起舆讃套部分固定於基底的凹槽棋 型中，係位於該基底的光束入口及出口部份至少一儀的附 近之至少一健光鐵部份。藉此，該光鐵在機械力施加在光 纖上的光束入口或出口部份時比較不容易斷裂。 包括多成份光繼及塑膠光繼的光鐵可藉由設有霣阻加 熱器的鼓風器依想要的形式作重複彎曲，逭在習知技術中 是困_的。 本發明係藉由範例的方式作更詳细的說明，但不應解 釋為依此限制本發明》 範例1 取一條光鐵，如第4b圏所示除去護套及播衝層，得到 由核心及覆》構成的裸露光猶部份，用於確保級衝層對覆 請先Μ讀背面之注意事項再•本頁 .裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 33 B7 五、發明説明（） 層具良好黏结力的表面處理劑可不必除去。 當所使用的光餓是多成份的光纖時，該裸a的光纖部 份係藉由具有電阻加熱器的鼓風器以450至600t；的醞度順 著一儀不锈銷或陶瓷鑄棋的凹榷依想要的曲率半徑予 曲及打國，對於如聚甲基丙烯酸甲酯的塑膠光纖則用80至 250t：的溫度。依逋一方式，該裸《的光雄部份在二餹部 份作彎曲而得到如第4d鼷中所示的成形光鐵。 當所使用的光鵝是多成份的玻殤光灞時，其數值孔徑 為0.4、核心直徑為200 jib及光繼直徑惠250 μ·，則該裸 露的光繼部份可在二儀部份彎曲，每軀部份的曲率半徑R 在0.3至15 mm的範園。再者，逭種在0.3至5 範園的曲 率半徑可重夜逢成。小於0.3 a·的半徑則很難簠複製造。 另外，取一玻瓖基底，利用旋轉葉片鋸依據第5b圏中 所示的棋型作成凹槽。該凹槽棋型是Μ蒱片鋸逋度不低於 1 bb/s予以形成，該蒱片鋸係由粒度為60 u· (#200)的晶 粒作成。 經濟部中央標準局属工消費合作社印製 為了容纳該具有相當大曲率半徑的成形光鐵於該凹槽 棋型中，逋些顒箸該基底畏度的凹槽像以兩倍該光鑛直徑 予Μ形成。 該成形的裸露光》係藉由含有Ala〇3及SiCU的陶瓷黏 结两固定於該凹槽棋型中。 然後*在平行於該凹槽棋型的縱向Η槽方向形成三值 凹榷，以使《光器、光學調變器及测定器依逭一順序安插 於該固定光编的光悝上。逋些凹槽的形成係使用由粒度爲 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐） 34 五、發明説明（） A7 B7 經濟部中央樣準局員工消费合作社印製 15 it·的晶粒作成的旋轉鷲片鋸所完成°作爲安插用的凹 槽寬度Lg爲0.51 埴些元件係藉由璣氣樹脂接著覿固 定於值別的凹榷中。該澜定器及儀光器係分別由厚度爲0.5 的玻璃偏棰板作成。該光學調變器係由Bi取代的石榴石 臃作成，其係由在（GdCa)3(MgZrGa>e〇ia基底上向軸外成 長的（BiYGdLa)3(FeGa)e〇e所構成。該綢變器的厚度爲0.5 通 〇 在固定時，該褊光器輿测定器的穿透光僱極平面係相 互傾斜45° 。结果即是如第1函中所願示的光鐵霄滾感測 器類型。 當該曲率半徑是在0.3至3 ·Β的範醒時，則所製造出 來的光鑛感測器其基底的寬度順著所施加的磁場方向是10 再者，當該半徑是在3至5 的範圍時，該基底的寬 度可能是15 Β·。 结果裂造出來的《滾感拥I器係使用如第3圈所示的糸 統測麗調變率以及線性誤差與藉由施加霣滾所產生的磁場 變化的矚係。 該調變率係穎示於第14a圏》該線性誤差係顙示於第 14b圈。在此使用的《線性誤差”之術語係定義如下。 (想测器輪出訊轚-輪入訊號） 線性誤差=-X 100 _入訊號 由第14a晒可淸楚看出該調變率的變化係與磁場成正 本紙張尺度適用中國困家標準（CNS ) A4規格（2丨OX297公釐） 請 先 閲 讀 背 Sr 之 注 項fr 旁 裝 訂 35 經濟部中央標率局貝工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（） 比例。 該線性誤差的持性是，在10至250 Oe的磁場範時是 在± 2%，在30至250 0e的範圃是土 1%，係如第14bH所 示。逋鹤範例的光鑼《滾想澜器在-20至80Ϊ；的溫度範圍 内具有士 2¾的溫度依變待性。在曲率半徑R爲0.3 時， 光損失爲-28 dB，在R=5 時為-23 dB。 更詳细而言，當使用光攢失测試器作餚定時，由該槭 光器、石榴石晶_及澜定器產生的總共光損失是-10 dB， 而用於該«光器、石榴石晶讎及澜定器的三籲凹榷其每一 凹槽的寬度Lg是0.51 ，所造成的光損失總共約-9 dB。 當R= 0.3 <〇時，在該裸露光繼部份的二瘺彎曲部份處所 造成的光損失總共是-3 dB。平衡損失是由於在該彎曲部 份施用接著麵而由該光纖經覆靥所逸離的損失。 在R= 5 1·的例子中，在該二儀彎曲部份的光損失是 -1 (1Β»當接著劃施加至該彎曲部份時，由該光鑛逸離穿 透覆晒的光束所造成的損失是-3 dB。其他光損失與在R = 0.3 的情形相似。 在逭镳範例中所使用的訊號處理霣路中*該磁場或霣 滾縱使在光損失大到-30 dB時亦可澜*出來。 在逭俪範例中所製得的磁場感澜器係藉由第3鼸的糸 统並使用逋镳範例的磁壜想澜器以澜定所產生的磁場與雄 芯間隔的η係》在逭一澜鼉中•係改變該間隔的距離 > 然 後拥釐在該鐵芯閜隔中所產生的磁場。结果顯示於第15圈 。應予注意的是習知技術的光纖感測器其雄芯間隔必須設 請先閲—It本頁) -裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） 310379 A7 _B7_ 五、發明説明（） 定在大約20 μ。而對於本發明的想测器而言，由於使用 較小尺寸的感澜器，所以可以作成更小的間隔。由第15_ 可淸楚看出，當該間隔減低到10 時，其霣滾犋测想度 係變成習知技術的二倍髙。而且*當該間隔減低到5 時 ，該感度變成習知技術的四倍离或更高。 在第1·中所示的感澜器類型係作成使光纖具有不同 曲率半徑R (»)的彎曲部份及不同數值孔徑。逋些想澜器 已被澜置在該彎曲部份的光損失。 結果顯示於第16·中，可看出當該數值孔徑至少爲0.4 或更髙而該半徑R在0.3至15 的範園時，該光損失（損 失的绝對值）可減低至不髙於5 dB的水平。由該騙亦可淸 楚看出，較小的數值孔徑需較大的曲率半徑。醮然會醣訊 號處理霣路的性能而變，但是由於該光缳想澜器的總光損 失不會高於30 dB ，因此由該想澜器輸出的訊轚在«理時 不會有困雞。 經濟部申央樣準局負工消費合作社印製 該包括偏光器、光學調變器或元件及拥定器的光學調 變單元所造成的缠光損失不大於10 dB。用於在該感澜器 的光徑上安插造些光學元件的凹槽會造成每餹凹槽有5 dB 的光損，三鵃凹槽的最大損失是15 dB。該總共最大光撗 失會到逢25 dB至35 dB。遛當S揮用於安插該光學元件的 凹槽之數目及寬度以及該彎曲部份的曲率半徑可確保光損 失保持在不高於30 dB的水平。 再者，使用不同數值孔徑的光轚重覆該範例1的一般 步®，其中固定於該基底凹槽中的每一光纖係藉由旋轉葉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -37 - 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 片鋸予Μ切掉。在逭種情況下，在個別的凹槽中充填上折 射率為1.5的折射指數配合油以評估由該光纖間陳所引起 的光損失。為了改變數值孔涅，係使用包栝石英光鐵、多 成份玻璃光繼及塑膠光玀等不同種類的光鐵。該光損失舆 該光鐵間陳的距離U·)之間醑係的结果僳願示於第17圈。 爲何讓指數配合油充埔至凹槽中的原因是，由該光鐵 的末端表面射出的光束係以舆元件插入該凹榷的情形相同 的角度逸離。應予注意的是，當安插的元件係由折射率大 於1.5的材霣作成時，該光束的逸離角度會比較小，因此 傾向於使光損失變小。例如，石榴石基底的折射率是1.9 ，而Bi-取代的石榴石膜的折射率是2.2至2.5。因此，當 該光鐵的數值孔徑NA與該安插於凹槽的元件其厚度Lg 是NAXU彡0.55時，則該光損失可抑制在不离於約5 dB的 水平。逋一數值足Μ用作光獯感澜器。如果該光學元件的 厚度接近零時，則該NAX Lg的值會很接近零》因此，如果 0< NAX Lg忘0.55，則每一單元安插於凹槽的光損失可減 低至5 dB或更低。只要滿足上述的要件，則可使用任何種 類的光繼。 在逋傾範例中*所使用的磁光材質是由Bi-取代的石 榴石晶釀。亦可Μ枏似的方式使用其他的磁光材質如CdMnTe 、Tb-玻璃及頚似物。 範例2 在逭值範例中，係作成第7圈所示類型的感澜器。重 覆範例1的一般步*，除了該光鑛的每一彎曲部份具有二 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 請先閲讀背面之注意事項再 ^^本頁) ’装· ir -38 丨 五、發明説明（） A7 B7 經濟部中央橾隼局®:工消费合作社印裝 偁相等轉角酤，每一轉角酤鸞曲45° ，該基底形成凹槽的 方式與第1_相似，但是凹槽12b係如第7鼷所示分別與 縱向凹榷12以45°相交。 再者，利用一棰主要由Α1·〇3及SiO»作成的室瀛硬化 的陶瓷黏结« *接著在大約lOOt下作熱處理，如此可逢 到更大的黏结力，而使該成形的裸露光鐵部份固定於凹槽 棋型中。該镉光器、光學元件及拥I定器係使用折射率約1.5 的光硬化樹脂接著涮在硬化後安置且固定於該基底上。 藉由逭種佈置，該有效曲率半徑可作成比範例1的情 形更大，雖然最後的感澜器在尺寸上會較大，但可減低絕 對光撗失。 當逋種感測器的有效曲率半徑是在5至15 的範圍， 則光損失在-24至-22 dB的範園，調變率是0.18%/〇e。 其線性特性舆範例1相似。 如第1 Η所示具逭棰结構的想测器當有效曲率半徑是 在5至10 的範圍時係作成基底在順箸磁場方向上具有25 β·的寬度，當有效半徑在10至15 的範圃時係35 em。 在逭一範例中，在一餡彎曲點的彎曲角度是90/2= 45° 。當每β彎曲點的彎曲角度是90/3= 30°而且一籲彎曲部 份必須具有三届彎曲點時，該光纖感澜器亦以相似的方式 裂造。 範例3 在這一範例中係製进如第8·所示結構的感拥I器。在 逭一範例中，係將第1圖的感澜器*理成在該基底的每一 請 閲 讀 背 之 注 項 if"ί4 本 頁 裝 訂 「線 (- 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) /U规格（210X297公釐） 39 五、發明説明（） A7 B7 經濟部中央橾準局員工消费合作杜印製 凹槽交叉處藉由睡石作成園覼形，該磨石係具有柄及磨器 且係由平均粒度爲60 it·或更髙的晶粒作成。一鵃交叉處 係在30至60秒内作成顯顒形。藉由埴種作成鼷順形的步》 >邸不需作成像第8·所示那樣寬的凹榷。而且，該具兩 籲彎曲部份每值曲率半徑R爲3至15 的成形裸露光鑛部 份可安置並固定於該凹槽中。其光損失可減低至-25至-21 dB 〇 範例4 在逭一範例中係裂作第9_的感测器，其中該凹槽12 在宽度上係作成加套光錐直徑的甬倍。更詳细而言，係重 覆範例1的一般步骤，除了該凹槽12係作成如上述的寬度 *而該光鐵的加套部份30係藉由热固性環氧樹臌接著繭固 定於該基底上，如第9_所示。藉由逋棰佈置，可防止該 光繼部份在光束入口及出口部份32、34附近發生斷裂。 該想测器的光損失是-27 dB至-24 dB*相對於外加磁 場的光束輪出的調變率是0.17% 0e。其線性捵差特性與範 例1相似。 範例5 在埴一範例中係裂作第2a圖所示類型的感拥器。重覆 範例1的一般步》*除了只形成一值用Μ安插光學元件單 元的凹槽，該光學調變單元係作成一鼸合併的單元，而該 加套的部份32、34如第2a鼷所示俤安置並固定於凹槽棋型 12中。 該一腰合併的單元係由0.2 厚玻瑱锚極器及0.2 請 先 閱 讀 背 之 注 項 旁 裝 訂 厂線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 40 A7 B7 310379 五、發明説明（） 厚玻璃澜定器Μ及在該兩者之間在基底上形成的磁光元件 ，亦邸Bi-取代的石榴石膜，所構成。該石檣石膜及石榴 石基底均予Μ擦亮，總厚度是0.1 (膜厚度0.06 ， 基底厚度0.04··)。該《光器、元件及测定器係鲇结一 起*而且使該鴒光器及拥定器相對於其鴒極平面以約45° 傾斜。 當該凹槽12’係以該加套光编直徑的1.03至1.5倍予以 形成，而該彎曲部份18的曲率半徑是在0.3至1.5 mm的範 園時，則該基底在順著所施加的磁場方向上的寬度可作成 5 那麽小。更詳細而言，該所製造的感拥I器基底的尺寸 是長25 ι·Χ宽5 及寬1 *·。該感澜器的光損失是在-23 至-21 dB的範國，相對於外加磁場的光束輸出調變率是0.17¾ /〇e。其纗性捵差特性輿範例1相似。 當逋一類型的感测器僳醮用於第3匾的霣滾想澜条统 時，該鐵芯間隔104可作成小到足Μ放置5 寬的感澜器 於位置中。逭一範例的感澜器相對於滾經該第3蹰中《源 钃線100的霣滾在惑度上係比已知副本高約4倍。 經濟部中央橾準局貝工消費合作社印製 «予注意的是，當該石檷石膜完全從該基底上取出時 ，亦可Μ使用並得到相似的结果。 範例6 在逭一範例中係說明第10及11匾所示類型的光鑛霣滾 感澜器。 取一玻璃基底，如Pyrex玻瓖、鉛玻璃或藍板玻璃， 在其上放置一種乙烯樹脂護軍帶。所形成的護罩帶係具有 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 41 A7 B7 五、發明説明（） 相對於在該玻璃基底上所形成的凹槽棋型之棋型。在逭一 狀況下，該基底係置於嗔砂澝理器中Μ作成深度爲100至 1000 μ»的凹槽棋型。在逋一情形中*可很容易作成想要 的曲率半徑，不儺使用旋轉鷲片鋸的情形。 如果需要作成如第12Η所示具較寬凹榷部份的凹槽棋 型，則該謹罩棋型係作成如相對應於第12_的凹榷棋型的 形式。 然後，分開成形的光纖係如前面範例一樣安置並固定 於該凹榷棋型中，接瞽使用旋轉禁片鋸形成三梅凹槽，然 後使用接著劑使光學元件固定於其位置中。 造一類型的想测器舆範例1具有相似的相對於磁場的 調變率。 如果是使用大尺寸的基底，在其上係黏上多掴帶有棋 型的護軍帶，則可一次在切割該基底成镳別感澜器單元之 後製造出多鴒光鑛想澜器。 範例7 可使用蝕刻技術製迪第10及11黼所示類型的感澜器。 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 首先取一 ΒΚ 7玻璃基底，依據旋轉塗佈方法施以一阻 光膜並予Μ乾燥。玫阻抗膜係曝露於相對醮於一凹槽棋型 的影像形式的棋型》结果的ΒΚ 7玻瓖基底係使用氫氟酸作 蝕刻處理5至15分鏞而形成深度爲100至數百um的凹槽棋 型。然後重覆範例1的一般步班而得到一光鑛怒測器。 逋種蝕刻技術對尺寸的精確度而言並不比嘖砂澝理或 旋轉鷲片鋸技術爲佳。但是可以很离的產率在一基底上很 本紙張·尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 3^〇379 A7 B7 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（） 容易形成很大數量的棋型。更詳細而言，藉由蝕刻製造具 凹槽的基底其速度高於鞴由嗔砂淸理或旋轉葉片鋸技術所 遽到的速度2至10倍。 範例8 第1圈所示類型的光玀怒澜器係使用由聚甲基丙烯酸 甲酸作成的塑《光编予Μ裂迪，其數值孔徑爲0.5 ，核心 直徑爲230 «ίο，光繼直徑為250 un。該光繼如第1 所示 在彎曲時係使用來自具«咀加熱器的鼓風器且溫度在80至 2501C的熱空氣。該《曲的半徑是2 ·β。如此成形的光鐵 係使用一室溫硬化的樹脂固定於該基底上。結果的想測器 具有-26 dB的光損失，而線性誤差特性係與範例1的感澜 器相似。 範例9 埴一範例係說明一儀结構與第1_所示者相似的霣場 感測器，而且該櫥光器及拥定器的偏極平面係Μ互相平行 方式安置。 重覆範例1的一般步*，除了使用厚度約27 的λ /4 石英板與2 ·η厚的UNb〇3晶膜黏结一起，取代石榴石晶讎 調變器，用Μ當作霣光元件*由於2 寬的凹榷並不易藉 由旋轉第片鋸一次予Μ形成，所以逋棰宽度的凹槽係重覆 兩次形成步篇予Μ形成，所使用的葉片其厚度爲1 ，係 由粒度為#400 (30 μ·)的晶粒作成*形成凹榷的速度是〇.1 m/s。由於該蕖片鋸的振動，該凹槽寬度實際上是2.05 bib 。來自沈稹在該Li NbO,晶釅腰上的«極的鉛線係分別固定 請先閲讀背面之注意事項再•本頁) 裝. 訂 線 • Li. 本紙張尺度逋用t國國家標準（CNS )八4规格（210X297公釐） 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 於在該感拥器基底上的霣極。 結果的光纖感拥I器其光損失是-28 dB。當在該感测器 的霣極之間施加100 V的霄壓時，澜得的調變率是1.1%。 範例10 Μ與範例9相同的方式製造如第11·所示類型的光纖 感测器，係用以當作霣場怒測器，其中該傷光器及澜定器 的镳極平面係互相平行* 一 λ /4石英板輿一0.4 的液 晶單元黏结一起成爲一光學調變器。來自該液晶單元的鉛 線係藉由焊接分別固定於沈稹在由玻璃作成的感测器基底 上的金霣極。 該感测器的光撗失是-24 dB。在該感测器的霣極之間 當施加5 V的霣壓時，所澜到的調變率是57%。因此， 該感度比使用無檐塊狀的Li Nb〇3晶鼸的範例9的感澜器离 約100倍。 爲何該光損失不會像範例9的情形那樣小的原因被認 爲是由於該掖晶單元產生很大的光損失。 範例11至18 係製造第2a匾所示類型的光纖電滾感測器。重覆範例 5的一般步驟，除了所使用的光繼是核心直徑爲200 »騰、 纖維直徑為250 tt·及數值孔徑為0.4的多成份玻瓖光雄， 而光纗係成形為具有如第2a·所示在二餹_曲部份的《曲 半徑約0.5至1 M。該彎曲部份係使用多種金靨及含有60 至95 wt%尺寸為5至20 »的金羼顆粒的金屬-聚合物蕾狀 物依據在表1中所示多種塗佈及沈積步驟予Μ塗佈或沈積 請 先 閲 讀 背 ιέ 之 注 項 t 裝 訂 ί線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（2丨0X297公釐） -44 - 44 A7 ^_____ 五、發明説明（） 。结果的感澜器给予做光撗失澜置。结果示於表1中。 表1 範例 金羼種類 塗佈或沈稹的方式 光損失（dB> 工作特性 5 無 -24至-21 11 A« 膏狀物塗佈 -16 很簡單 12 Au 膏狀物塗佈 -16 很籣單 13 Ag 鑲鏑反醮 -15 相當籣單 14 Ni 非霣解式鎪金 -16 相當複雜 15 Ni 非霣解式鎪金+ 電解鍍金 -15 複雜 16 Cu 霣解鍍金 -16 複雜 17 Pt 真空沈積 -15 很襆雜 18 A1 真空沈積 -15 很複雑 (請先閲讀背面之注意事項再本頁) -裝.

>1T 由上面的表可澝楚看出，銀膏狀物或金膏狀物的塗佈 對光損失的滅低有很大的效用*而且在操作上很籣單。使 用銀鏡反醮的步爨相對於該光纖的預淸理係很籣單，因此 在操作上相當簡單，同時對光損失的減低有很大的效用。 非霣解式鎪金在鎪金操作上很籣單，但是其前處理卻相當 後雜。在某些情況中，只藉由非霣解式鍍金並不能形成足 夠厚度的膜。在逋種情形下，變成需要霣解鍍金，因此在 搡作上會很複雜。真空沈積很容易«用在平面上，但是對 本紙張尺度逋用中國國家揉率（CNS ) A4规格（210 X 297公釐） 線 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -45 - S10379 A7 B7 五、發明説明（） 於成形的光繼則需要在真空中旋轉，或有時必須從真空室 中取出*再進行進一步的真空沈稹。因此真空沈稹並不容 易。但是*可由真空沈積Μ及霣解鍍金達到良好的光損失 減低。 (請先閱讀背面之注意事項再本頁) 裝· 訂 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印製 本紙張尺度遑用中國國家橾车（CMS〉A4規格（210X297公釐〉 46

Claims (1)

1. Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 六、申請專利範圍 1. 一棰光雄想測器*其包含： 一傾具有凹槽棋型的基底； 一條光纖，其包括成形、裸S的光鑛部份，該部 份呈暹_υ形而且能夠容纳於或安置於該基底的凹槽 棋型中，Μ及加套的光鐵部份，該部份係從該成形的 光纖部份的相對兩端延伸的部份，而該成形的光鐵部 份係固定於該基底的凹槽棋型中·•及 一僮光學調變單元，其係固定設於該光繼部份的 光徑上而且置於詼基底所形成的至少一偁凹槽中。 2·如申請專利範第1項的光纖感测器，其中該光學調 變單元包含一梅偏光器、一鶴光學調變器及一β澜定 器，係置放在該基底中形成的三β凹槽中，其闋互相 隔開，並依逭一順序依序佈置而使詼鲡光器、該光學 調變器及該澜定器的光軸對準，在此該感澜器是磁場 或霄滾感測器。 3. 如申請専利範園第2項的光獾感澜器，其中該光學調 變器係主要由具磁光效-的石榴石晶讎所構成。 4. 如申請專利範圍第2項的光讖感澜器，其中該褊光器 、該光學調變器及該测定器係一鏝合併一起。 5. 如申請専利範園第1項的光鑛感测器·其中該光學讕 變單元包含一籲傷光器、一值光學調變器及一磨澜定 器*係置放在該基底中形成的三鵪凹槽中*其闋互相 明開，並依埴一順序依序佈置而使該《光器、該光學 調變器及該溯定器的光麯對準，以及在該镰光器與該 請先閲讀背面之注意事項'本頁 -裝- 訂 線---- 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS > A4规格（210X297公釐） 47 '申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 光學調變器之閬設有一β λ /4板，在此該®测器是霣 場或電Β感测器。 6. 如申請專利範園第5項的光繼感澜器*其中該光學調 變器係主要由具霣光效應的介霣晶讎或液晶所構成。 7. 如申請專利範園第5項的光鑛感拥器·其中該福光器 、該λ/4板、該光學_變器及該测定器係一鼸合併一 起。 8. 如申請専利範第1項的光鑛感测器，其中該光學調 變單元係由對瀛度敏感的材質作成，其中該想澍器是 祖度感测器。 9·如申請専利範園第1項的光鐵想澜器，其中該彎曲部 份的曲率半徑R是0.3S R彡15 ，在每禳鬌曲部份的 絕對光損失不大於5 dB。 10.如申請專利範園第1項的光繼感潮器，其中該凹榷棋 型係由二籲平行的凹槽及一镳與該二籲平行凹槽大致 Μ90β的角度相交的直形凹槽所構成。 11·如申請專利範圈第10項的光鐵感澜器，其中該相交處 係作成圓順形，如此可讓該成形、裸露的光纖部份可 靠地容纳於該凹槽棋型中。 12.如申請専利範圍第1項的光繼想測器，其中該二健鸞 曲部份镳別具有二值彎曲點，每籲彎曲酤大致Μ 45。 彎曲，因此總彎曲角度是90° 。 13·如申請專利範匾第1項的光鑛感测器，其中該二偏彎 曲部份傾別具有三匍彎曲酤，每籲彎曲酤大致Μ 30° 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4洗格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 ιέ 之 注 項 f 裝 訂 線 48 Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 六、申請專利範圍 彎曲，因此繡彎曲角度是90° 。 14. 如申請專利範園第1項的光鐵感測器，其中至少一健 該加套的光繼部份俤部分固定於該凹榷棋型中靠近該 基底的凹槽棋型中光束入口或出口部份處。 15. 如申請專利範園第14項的光繼感澜器，其中二®加套 的光鐵部份均係部分固定於該凹槽棋型中。 16. 如申請專利範第1項的光鑛想测器，其中該凹榷棋 型具有至少一傾宽度比其他凹槽奂大的凹槽部份，該 部份係靠近該基底的光束入口或出口《，或靠近相對 應於該成形、裸露的光鑼部份的彎曲部份之凹槽部份 17. 如申請専利範圔第16項的光鑛感澜器，其中該凹槽棋 型具有多健寬度比其他凹槽悉大的凹槽部份，逋些部 份均靠近該基底的光束入口及出口處* Μ及靠近相對 醮於該成形、裸露的光鐵部份的彎曲部份之凹槽部份 處。 18. 如申誧專利範鼷第16項的光纖感測器，其中該較寬的 凹榷部份具有的寬度是該加套光纖部份直徑的1.03至 5倍大。 19. 如申請專利範國第1項的光鑛想澜器，其中該光鐵係 一選自由多成份玻褒光繼及塑膠光编所组成的族群之 成員。 20. 如申請専利範園第1項的光鐵感澜器，其中當該光鑛 的數值孔徑是ΝΑ而該凹槽棋型的凹槽寬度是Lg (Μ·β 請先Μ讀背面之注意事項本頁 裝· 訂 線 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS > A4規《格（210X297公釐） 49 申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 爲單位）時，則0<NAxLg备0.55。 21. 如申請專利範麵第1項的光繼感澜器 > 其中該成形的 光缀係使用遘自由Μ瓷鲇结_、焊接_、低熔酤玻磷 及樹脂接蓍》所組成的族群之至少一員予Μ固定。 22. 如申請專利範園第1項的光鐵感澜器，其中該成形、 裸霉的光鑛部份在其上具有一金屬塗佈層或一金屬顆 粒在聚合物基質中的分散讎之塗佈靥。 23. 如申請專利範園第22項的光鑛想測器，其中該金羼塗 佈β係由S自由Ni、Cu、Ag、Au、Pt及Α1所组成的族 群之至少一貝所組成，而該金屬顆粒係由遘自由Ni、 Cu、Ag、Au、Pt及A1所组成的族群之至少一員所组成 Ο 24. 如申請専利範圃第1項的光錐感澜器，其中該光學調 變單元係包含一俪僱光器、一籲光學調變器、一値测 定器及一傾視情況而加入的λ/4板，逭些元件係值別 均是長方形，所具有的長度爲該安揷用的凹槽的宽度 的2倍或更大。 25. —棰製造光殲感測器的方法，其包含： U)提供一禳基底； (b>在該基底中形成一值凹槽棋型； (c)分醑設置一條具有樣露光鑛部份及加套光纖 部份之光纖•該加套光繼部份係從該裸霉光孅部份的 相對兩纗延伸出來，而且使該裸露光繼部份大致在一 鴒通轉的U形棋中成形，並且能夠容纳於或安置於該 (請先閲讀背面之注意事項^k本頁 •裝· 、?Τ -線 Γ 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 50 κ申請專利範圍 Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央標準局負工消費合作社印装 凹榷棋型中； (d>使該成形的裸露光鐵部份安置且固定於该凹 槽棋型中； (幻在該基底中形成至少一籲凹槽，而且該凹槽 係以平行於該迺轉的U形凹槽棋型的二平行凹槽之方 式延伸，而且經過該固定的裸S光鑛部份；及 (f〉固定安置一®光學調變器單元於該光纖的光 徑上，係藉由插入該單元於至少一鴒凹槽中》 26. 如申請專利範園第25項的方法，其中该包括縱向平行 凹槽及至少一籲與該二縱向平行凹榷相交的凹榷之凹 槽棋型係藉由旋轉葉片鋸M0.01至1毫米/秒的形成 速度予以形成。 27. 如申請專利範圃第26項的方法，其中該饞轉葉片鋸係 由粒度爲60至3微米的硏磨晶粒作成。 28. 如申請専利範匾第26項的方法，其中該二儀彎曲部份 係作成顯類形。 29. 如申請專利範第26項的方法，其中該二雇縱向平行 的凹槽係形成具有該加套的光繼直徑1.03至5倍寬的 寬度。 30. 如申請專利範醒第25項的方法，其中該凹槽棋型係藉 由嗔砂澝理法予以形成。 31. 如申讅專利範画第25項的方法，其中該凹槽棋型俤藉 由蝕刻法予以形成。 32. 如申請專利範麵第25項的方法，其中該凹槽棋型係藉 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS)A4規格（210X297公釐〉 51 n Kn - - - -— - nv l^n —I - -- 1 In (請先聞讀背面之注意事項:本頁) 訂 —線· Γ 310379 A8 B8 C8 D8 經濟部中央揉準局貝工消費合作杜印製 六、申請專利範圍 由棋鑄法予以形成。 33. 如申請専利範画第25項的方法，其中該光鑛係多成份 玻瓖光鑷或塑謬光it，而且係藉由其中具有«阻加熱 器的鼓風器予以成形。 34. 如申請專利範匯第33項的方法，其中該光鐵是多成份 玻瓖光编，而且是K 450至600XJ的溫度予K彎曲。 35·如申請專利範園第33項的方法，其中該光鑛是塑膠光 ，而且是以80至280T的溫度予以彎曲。 36. 如申請專利範園第25項的方法，其進一步包含施加一 種金屬顆粒在聚合物基質中的膏狀物至該裸露的光纖 部份上，及乾燥該施加的膏狀物使其在該裸露的光鑛 部份上形成一塗佈層。 37. 如申請専利範画第25項的方法，其進一步包含藉由銀 鏔反醮、镀金或真空沈積在該襍露的光鐵部份上形成 一塗佈靥。 38. 如申請專利範園第25項的方法*其進一步包含在晐基 底上形成多値凹槽棋型，對每一僱凹榷棋型重覆申請 專利範圍第25項的<c)至（f>步*，切剌該基底成櫥別 的怒澜器犟元，因此多值感测器係一次製造出來。 ----.ill,---装 —- (請先閲讀背面之注意Ϋ項本頁 訂 線 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Mii格（210X297公釐） 52