JP2000214199A - センシング装置 - Google Patents

センシング装置

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JP2000214199A
JP2000214199A JP11012693A JP1269399A JP2000214199A JP 2000214199 A JP2000214199 A JP 2000214199A JP 11012693 A JP11012693 A JP 11012693A JP 1269399 A JP1269399 A JP 1269399A JP 2000214199 A JP2000214199 A JP 2000214199A
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JP
Japan
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light
optical
sensing device
optical fiber
separating
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JP11012693A
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English (en)
Inventor
Ryoji Muramatsu
良二 村松
Mitsukazu Kondo
充和 近藤
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1つの直線偏光光源を使用可能でかつ通常の
シングルモード光ファイバーを伝送路とすることによ
り、低価格化、低消費電力化、小型化が可能なセンシン
グ装置を提供すること。 【解決手段】 光源46から出射し入力側シングルモー
ド光ファイバ10を伝送された光を偏光分離器13で2
つの直交する偏光成分に分ける。アンテナ15に誘起さ
れた交流電圧に応じてそれらの偏光成分を光変調器11
で夫々変調して2つの変調光を生成する。これらの変調
光を偏光分離器13で合成して合成光とし、この合成光
に応じて光検出器47が装置出力を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波を光信号に
変換して検出するセンシング装置に関する。この種のセ
ンシング装置は、無線通信や放送などに使用される信号
電波を検出でき、またEMC分野で電波の強さや周波数
を検出したり、電磁ノイズを検出することもできるもの
である。
【0002】
【従来の技術】情報網の発展に伴い主要な情報伝送媒体
である電波の利用密度が増加し、より高周波域へと広が
っている。通信システムにおいても、高周波化が比較的
容易である光ファイバ伝送路と無線との融合が進んでい
る。
【0003】また、コンピュータなどの情報機器や通信
装置、ロボットなどのFA機器、自動車の制御装置など
多くの電子装置は、外部から到来する電磁波の影響を受
けて誤動作する危険を常に持っている。外来電磁波の対
策を行うには、まず各装置や機器が発生する電磁波を正
確に測定することが重要である。そこで、光変調器にア
ンテナロッドを接続して電磁波を光信号に直接に変換
し、その光信号の強度や周波数などを検出することで電
磁波を測定するセンシング装置が開発されている。
【0004】図3は、従来のセンシング装置の構成の一
例を示す。図2はそのセンシング装置に用いられる光変
調器の構成を示す。図において矢印付きの破線は光が伝
播される向きを示す(以下同じ)。ニオブ酸リチウム結
晶を基板81とし、その上にチタン拡散による入出射光
導波路51,55、位相シフト光導波路52,53から
なる分岐干渉型光導波路と変調電極54が形成されてい
る。アンテナ44で誘起された交流電圧は変調電極54
に導かれ、位相シフト光導波路52,53に印加され
る。光源46からの光は光ファイバ48を通って光変調
器42の入射光導波路51に入射され、2つの位相シフ
ト光導波路52,53にエネルギーが分割され、再び、
合波して、出射光導波路55を通って、光ファイバ49
に出射される。その際、光ファイバ49に出射される出
射光の強度は位相シフト光導波路52,53に印加され
た交流電圧に応じて変化するので、その強度の変化を光
検出器47で検出することによりアンテナ44に印加さ
れる電波の強度や周波数、電波に含まれる信号などを検
出することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のセンシング
装置においては、光変調器は一定の偏光成分に対しての
み動作するので光ファイバ48としては偏光保存光ファ
イバを使用する。通常のシングルモード光ファイバを使
用した場合には歪や温度変化などによる偏光状態の変化
が生ずるため、光変調器により変調される光のパワーが
変動するためである。しかし、偏光保存光ファイバは通
常のシングルモード光ファイバに比べて高価である。
【0006】またアンテナに接続される光変調器から光
源や光検出器を含む端末装置までの距離が離れており光
ファイバ48が長い場合は光源として2つの直線偏光光
源を合成してランダム偏光とし、シングルモード光ファ
イバを伝送路とする構成が特願平7−322938号に
述べられている。しかし、この構成では2つの直線偏光
光源を必要とするため装置が非常に高価になり、かつ消
費電力、形状も大きくなってしまう。
【0007】本発明の目的は、1つの直線偏光光源を使
用可能でかつ通常のシングルモード光ファイバーを伝送
路とすることにより、低価格化、低消費電力化、小型化
が可能なセンシング装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるセンシング装置は、電磁波に応じて交
流電圧を誘起するアンテナと、直線偏光を発生する光発
生手段と、前記直線偏光を互いに直交する2つの偏光成
分に分離し、及び光合成して合成光とする光分離合成器
と、前記交流電圧に応じて前記2つの偏光成分を夫々変
調して2つの変調光を生成する光変調手段と、前記2つ
の変調光を前記光分離合成器で光合成してなる合成光に
応じて装置出力を生成する光検出手段とを含むことを特
徴とする。
【0009】好ましくは、前記光変調手段の両側の2つ
の光伝送路が前記光分離合成器に接続される。
【0010】前記光発生手段及び前記光検出手段の各々
と前記光分離合成器との間に光サーキュレータを挿入し
てもよい。
【0011】前記光発生手段と前記光サーキュレータと
を入力側シングルモード光ファイバ伝送路で接続し、前
記光検出手段と前記光サーキュレータとを出力側シング
ルモード光ファイバ伝送路で接続してもよい。
【0012】前記光分離合成器と光サーキュレータとを
シングルモード光ファイバ伝送路で接続してもよい。
【0013】好ましくは、前記光分離合成器と光サーキ
ュレータが一体化している。
【0014】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0015】図1は本発明の一実施の形態に係るセンシ
ング装置の構成を示す。光源46、光検出器47は図3
の従来のセンシング装置におけるものと同じである。光
サーキュレータ72の出射光を偏光分離器13により互
いに直交する2つの偏光成分に分離し、ひとつの光変調
器11の両側から、夫々入射する。ここで、光変調器1
1は図3に示すものと同一の構成であり、変調電極の端
子16はダイポールアンテナ15の出力端子に接続され
ている。
【0016】光源46は光発生手段として働きレーザ光
等の直線偏光を発生する。光源46から出射した直線偏
光はシングルモード光ファイバ10、光サーキュレータ
72を通過し偏光分離器13により2つの互いに直交す
る偏光成分となる。このとき偏光分離器13は光分離手
段として働く。2つの偏光成分は偏光方向を調整され光
変調器11の両側から入射する。
【0017】アンテナ15に誘起された交流電圧は光変
調器11の電極に印加される。アンテナ15に誘起され
た交流電圧に応じて、光変調器11は2つの偏光成分か
らなる入射光18,19を同時に変調してそれぞれ変調
光である2つの出射光20,21を生成する。
【0018】さらに出射光20,21は偏光分離器13
により偏光合成される。このとき偏光分離器13は光合
成手段として働く。偏光分離器13は光分離手段として
働いたり光合成手段として働いたりするため、光分離合
成器と見做すこともできる。偏光分離器13により偏光
合成された合成光は光ファイバ29を通過し光サーキュ
レータ72に入射し、シングルモード光ファイバ30を
経由して光検出器47に入射する。偏光分離器13から
の光の出射の経路において、偏光分離器13、光ファイ
バ29、光サーキュレータ72、シングルモード光ファ
イバ30、及び光検出器47を纏めてここでは出力段と
呼ぶ。
【0019】図1のセンシング装置において、シングル
モード光ファイバ伝送路10の中で歪や温度変化などに
よって偏光状態が変化すると入射光18と19の光パワ
ー比が変化するが、その和は一定である。ここで光変調
器11のひとつの方向とその逆方向での光挿入損失は同
じであるから、光検出器47への入射光パワーは一定と
なる。
【0020】また、アンテナ44の出力端において光変
調器11の電極との間で受動的な共振回路を構成し、特
定の周波数領域における上記電極への印加電圧を大きく
し感度を高めることもできる。
【0021】以上のように、図1のセンシング装置は1
つの直線偏光光源を使用可能でありかつ通常のシングル
モード光ファイバを伝送路とできるので、低価格化、低
消費電力化、小型化が可能となる。
【0022】また、図1の実施例において、光分離合成
器として働く偏光分離器13と光サーキュレータ72の
代わりに両機能を合わせもつデバイスを構成し使用して
もよい。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、1つの
直線偏光光源を使用可能でかつ通常のシングルモード光
ファイバを伝送路とすることにより低価格化、低消費電
力化、小型化が可能なセンシング装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るセンシング装置の
構成を示す図である。
【図2】第1のセンシング装置に用い得る従来の光変調
器の構成を示す図である。
【図3】従来のセンシング装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
46 光源 47 光検出器 10 入力側シングルモード光ファイバ 11,42 光変調器 13 偏光分離器 15,44 アンテナ 30 出力側シングルモード光ファイバ 72 光サーキュレータ 81 基板 52,53 位相シフト光導波路 54 変調電極

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁波に応じて交流電圧を誘起するアン
    テナと、直線偏光を発生する光発生手段と、前記直線偏
    光を互いに直交する2つの偏光成分に分離し、及び光合
    成して合成光とする光分離合成器と、前記交流電圧に応
    じて前記2つの偏光成分を夫々変調して2つの変調光を
    生成する光変調手段と、前記2つの変調光を前記光分離
    合成器で光合成してなる合成光に応じて装置出力を生成
    する光検出手段とを含むことを特徴とするセンシング装
    置。
  2. 【請求項2】 前記光変調手段の両側の2つの光伝送路
    が前記光分離合成器に接続されていることを特徴とする
    請求項1記載のセンシング装置。
  3. 【請求項3】 前記光発生手段及び前記光検出手段の各
    々と前記光分離合成器との間に光サーキュレータを挿入
    した請求項1又は2記載のセンシング装置。
  4. 【請求項4】 前記光発生手段と前記光サーキュレータ
    とを入力側シングルモード光ファイバ伝送路で接続し、
    前記光検出手段と前記光サーキュレータとを出力側シン
    グルモード光ファイバ伝送路で接続した請求項3記載の
    センシング装置。
  5. 【請求項5】 前記光分離合成器と光サーキュレータと
    をシングルモード光ファイバ伝送路で接続した請求項3
    又は4記載のセンシング装置。
  6. 【請求項6】 前記光分離合成器と光サーキュレータが
    一体化していることを特徴とする請求項3記載のセンシ
    ング装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003014800A (ja) * 2001-07-05 2003-01-15 Nec Tokin Corp 電界センシング装置
US20240089005A1 (en) * 2022-09-14 2024-03-14 Apple Inc. Receiver with Photonic Antenna Array

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