JP2000162057A - 光導波路応力センサ - Google Patents
光導波路応力センサInfo
- Publication number
- JP2000162057A JP2000162057A JP33565898A JP33565898A JP2000162057A JP 2000162057 A JP2000162057 A JP 2000162057A JP 33565898 A JP33565898 A JP 33565898A JP 33565898 A JP33565898 A JP 33565898A JP 2000162057 A JP2000162057 A JP 2000162057A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- stress sensor
- optical
- stress
- laser diode
- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】測定環境からの電磁気ノイズの影響を受けずに
応力の大きさを測定可能な光導波路応力センサを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】光導波路応力センサは、光導波路を設けた
光導波路基板６と、光導波路７と、二つの信号の相関を
測定する相関計８と、レーザーダイオード９と、レーザ
ーダイオード９を駆動する矩形波変調電源１０と、光フ
ァイバー１１、１２、１３と、光信号を検出するフォト
ダイオード１４、１５とにより構成する。
応力の大きさを測定可能な光導波路応力センサを提供す
ることを目的とする。 【解決手段】光導波路応力センサは、光導波路を設けた
光導波路基板６と、光導波路７と、二つの信号の相関を
測定する相関計８と、レーザーダイオード９と、レーザ
ーダイオード９を駆動する矩形波変調電源１０と、光フ
ァイバー１１、１２、１３と、光信号を検出するフォト
ダイオード１４、１５とにより構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路応力センサ
に関し、特に矩形波変調の光信号を入力したＹ分岐光導
波路回路の分岐回路の先に対称な光導波路回路を配置し
その一方の回路に測定対象となる応力をかけて前記光信
号の位相差を比較することにより応力の大きさを測定可
能な光導波路応力センサの構成に関する。
に関し、特に矩形波変調の光信号を入力したＹ分岐光導
波路回路の分岐回路の先に対称な光導波路回路を配置し
その一方の回路に測定対象となる応力をかけて前記光信
号の位相差を比較することにより応力の大きさを測定可
能な光導波路応力センサの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の抵抗値変化方式による応
力センサの基本構成を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は
側面図である。同図に示すように、従来の応力センサと
しては、基板上に形成された抵抗体の抵抗値が基板に加
わる応力により変化する原理を用いた方式が知られてい
る。
力センサの基本構成を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は
側面図である。同図に示すように、従来の応力センサと
しては、基板上に形成された抵抗体の抵抗値が基板に加
わる応力により変化する原理を用いた方式が知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方式
においては、応力センサ本体が電気ノイズおよび磁気ノ
イズにさらされると正確な測定が困難になるという欠点
がある。本発明は、上述したような従来の応力センサの
問題を解決するためになされたものであって、Ｙ分岐光
導波路のふたつの分岐回路部分に対称な光導波路回路を
設け、該光導波路回路のひとつに測定する応力をかけた
とき発生する位相差を検出する方式をとることにより、
光ファイバを用いて光信号の発生部と位相差の検出部を
光導波路センサ部から隔離して配置し、測定環境からの
電磁気ノイズの影響を受けずに前記応力の大きさを測定
可能な光導波路応力センサを提供することを目的とす
る。
においては、応力センサ本体が電気ノイズおよび磁気ノ
イズにさらされると正確な測定が困難になるという欠点
がある。本発明は、上述したような従来の応力センサの
問題を解決するためになされたものであって、Ｙ分岐光
導波路のふたつの分岐回路部分に対称な光導波路回路を
設け、該光導波路回路のひとつに測定する応力をかけた
とき発生する位相差を検出する方式をとることにより、
光ファイバを用いて光信号の発生部と位相差の検出部を
光導波路センサ部から隔離して配置し、測定環境からの
電磁気ノイズの影響を受けずに前記応力の大きさを測定
可能な光導波路応力センサを提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る光導波路応力センサは以下の構成をと
る。ひとつのすり割り溝と該すり割り溝に対向したひと
つのＹ分岐回路と、該Ｙ分岐回路のふたつの分岐回路が
各々前記すり割り溝に沿って対称かつ複数回Ｕ字型に折
り返す構造の光導波路構造を持つ光導波路基板と、矩形
波信号で変調されるレーザーダイオードおよびふたつの
フォトダイオードを有するよう構成する。
に本発明に係る光導波路応力センサは以下の構成をと
る。ひとつのすり割り溝と該すり割り溝に対向したひと
つのＹ分岐回路と、該Ｙ分岐回路のふたつの分岐回路が
各々前記すり割り溝に沿って対称かつ複数回Ｕ字型に折
り返す構造の光導波路構造を持つ光導波路基板と、矩形
波信号で変調されるレーザーダイオードおよびふたつの
フォトダイオードを有するよう構成する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示した実施例に
より本発明の詳細を説明する。図１は本発明に係る光導
波路応力センサの基本構成例を示し、（ａ）は上面図、
（ｂ）は側面図である。同図において光導波路応力セン
サは、光導波路を設けた光導波路基板６と、光導波路７
と、二つの信号の相関を測定する相関計８と、レーザー
ダイオード９と、レーザーダイオード９を駆動する矩形
波変調電源１０と、光ファイバー１１、１２、１３と、
光信号を検出するフォトダイオード１４、１５とにより
構成する。図１の動作を説明すると、光導波路基板６に
基板を対称に二分するすり割り溝が設けられ、該すり割
り溝に対向する形でＹ分岐回路の分岐回路部が配置さ
れ、前記すり割り溝をへだてて対称な多段のＵ字曲がり
を持つふたつの光導波路回路が前記Ｙ分岐回路に接続さ
れている。矩形波変調電源１０によりレーザーダイオー
ド９を駆動して繰り返し矩形波の光信号を発生させ光導
波路基板内のＹ分岐回路に入力すると、該Ｙ分岐回路の
分岐回路により光信号がふたつに分離され、各々前記の
個別光導波路回路を介してフォトダイオード１４、１５
に入射する。応力検出用の光導波路回路に応力が加わっ
ていない状態では、フォトダイオード１４、１５には同
じ位相の矩形波が検出されるため、そのふたつの信号の
相関は最大となり、一方、検出用の光導波路回路に応力
が加わるとその相関出力は小さくなっていく。ふたつの
検出出力の相関でなく位相差を比較して応力の大きさを
測定することも可能である。光導波路７とレーザーダイ
オード９およびフォトダイオード１４、１５の間は任意
の長さの光ファイバにより接続される。
より本発明の詳細を説明する。図１は本発明に係る光導
波路応力センサの基本構成例を示し、（ａ）は上面図、
（ｂ）は側面図である。同図において光導波路応力セン
サは、光導波路を設けた光導波路基板６と、光導波路７
と、二つの信号の相関を測定する相関計８と、レーザー
ダイオード９と、レーザーダイオード９を駆動する矩形
波変調電源１０と、光ファイバー１１、１２、１３と、
光信号を検出するフォトダイオード１４、１５とにより
構成する。図１の動作を説明すると、光導波路基板６に
基板を対称に二分するすり割り溝が設けられ、該すり割
り溝に対向する形でＹ分岐回路の分岐回路部が配置さ
れ、前記すり割り溝をへだてて対称な多段のＵ字曲がり
を持つふたつの光導波路回路が前記Ｙ分岐回路に接続さ
れている。矩形波変調電源１０によりレーザーダイオー
ド９を駆動して繰り返し矩形波の光信号を発生させ光導
波路基板内のＹ分岐回路に入力すると、該Ｙ分岐回路の
分岐回路により光信号がふたつに分離され、各々前記の
個別光導波路回路を介してフォトダイオード１４、１５
に入射する。応力検出用の光導波路回路に応力が加わっ
ていない状態では、フォトダイオード１４、１５には同
じ位相の矩形波が検出されるため、そのふたつの信号の
相関は最大となり、一方、検出用の光導波路回路に応力
が加わるとその相関出力は小さくなっていく。ふたつの
検出出力の相関でなく位相差を比較して応力の大きさを
測定することも可能である。光導波路７とレーザーダイ
オード９およびフォトダイオード１４、１５の間は任意
の長さの光ファイバにより接続される。
【０００６】光導波路７としては、比較的非線形光学効
果の大きいニオブ酸リチウム単結晶またはタンタル酸リ
チウム単結晶を用いた圧電素子基板光導波路、及び、更
に非線形光学効果が大きいフッ化ポリイミド樹脂やシリ
コン樹脂などを用いたプラスチック光導波路または温度
特性の安定なシリコン単結晶や石英ガラスに二酸化珪素
膜を形成して作られる石英光導波路が利用できる。
果の大きいニオブ酸リチウム単結晶またはタンタル酸リ
チウム単結晶を用いた圧電素子基板光導波路、及び、更
に非線形光学効果が大きいフッ化ポリイミド樹脂やシリ
コン樹脂などを用いたプラスチック光導波路または温度
特性の安定なシリコン単結晶や石英ガラスに二酸化珪素
膜を形成して作られる石英光導波路が利用できる。
【０００７】光ァイバとして石英系のシングルモード光
ファイバを用いると伝送損失０．１ｄＢ／Ｋｍ以下の性
能が容易に実現できるため、１Ｋｍ以上離れたリモート
センシングが可能である。また応力検出部が対称な構成
のため温度を含む周囲環境の変化に対して、特性の自動
補正ができるという特徴も有している。
ファイバを用いると伝送損失０．１ｄＢ／Ｋｍ以下の性
能が容易に実現できるため、１Ｋｍ以上離れたリモート
センシングが可能である。また応力検出部が対称な構成
のため温度を含む周囲環境の変化に対して、特性の自動
補正ができるという特徴も有している。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように本発明による光導波
路応力センサは、応力の検出に光導波路における矩形波
光信号の位相変化を用いることにより、容易にリモート
センシングが可能となり、電磁気ノイズの大きい環境下
においても正確な応力の測定ができるという大きな利点
を有する。
路応力センサは、応力の検出に光導波路における矩形波
光信号の位相変化を用いることにより、容易にリモート
センシングが可能となり、電磁気ノイズの大きい環境下
においても正確な応力の測定ができるという大きな利点
を有する。
【図１】本発明に係る光導波路応力センサの基本構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】従来の抵抗値変化方式による応力センサの基本
構成を示す図である。
構成を示す図である。
１・・蒸着抵抗線、 ２・・セラミック基板、 ３
・・電気抵抗測定器、４、５・・リード線、 ６・・
光導波路基板、 ７・・光導波路、 ８・・相関
計、 ９・・レーザーダイオード、 １０・・矩形
波変調電源、１１、１２、１３・・光ファイバー、
１４、１５・・フォトダイオード
・・電気抵抗測定器、４、５・・リード線、 ６・・
光導波路基板、 ７・・光導波路、 ８・・相関
計、 ９・・レーザーダイオード、 １０・・矩形
波変調電源、１１、１２、１３・・光ファイバー、
１４、１５・・フォトダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】ひとつのすり割り溝と該すり割り溝に対向
したひとつのＹ分岐回路と、該Ｙ分岐回路のふたつの分
岐回路が各々前記すり割り溝に沿って対称かつ複数回Ｕ
字型に折り返す構造の光導波路構造を持つ光導波路基板
と、矩形波信号で変調されるレーザーダイオードおよび
ふたつのフォトダイオードを有することを特徴とする光
導波路応力センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33565898A JP2000162057A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 光導波路応力センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33565898A JP2000162057A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 光導波路応力センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162057A true JP2000162057A (ja) | 2000-06-16 |
Family
ID=18291075
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33565898A Pending JP2000162057A (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 光導波路応力センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000162057A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| JP2016099242A (ja) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 住友電気工業株式会社 | 干渉型光ファイバセンサシステム及び干渉型光ファイバセンサヘッド |
| WO2022170316A1 (en) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Compact stress waveguide |
-
1998
- 1998-11-26 JP JP33565898A patent/JP2000162057A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| JP2016099242A (ja) * | 2014-11-21 | 2016-05-30 | 住友電気工業株式会社 | 干渉型光ファイバセンサシステム及び干渉型光ファイバセンサヘッド |
| WO2022170316A1 (en) * | 2021-02-04 | 2022-08-11 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Compact stress waveguide |
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