JP2002243454A - 光ファイバリング干渉計型センサ及び光ファイバリング干渉計型信号検出方法 - Google Patents
光ファイバリング干渉計型センサ及び光ファイバリング干渉計型信号検出方法Info
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- JP2002243454A JP2002243454A JP2001034190A JP2001034190A JP2002243454A JP 2002243454 A JP2002243454 A JP 2002243454A JP 2001034190 A JP2001034190 A JP 2001034190A JP 2001034190 A JP2001034190 A JP 2001034190A JP 2002243454 A JP2002243454 A JP 2002243454A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバリング干渉計型センサにおける不
感周波数の除去、つまり光ファイバループ内の不感地点
の除去を図ることを目的とする。 【解決手段】 光ファイバリング干渉計型センサにおい
て、振動等の検出部となる光ファイバループ（主ルー
プ）のループ途中に、分岐結合素子を介して、副ループ
となるループ状光ファイバを接続したことを要旨とす
る。
感周波数の除去、つまり光ファイバループ内の不感地点
の除去を図ることを目的とする。 【解決手段】 光ファイバリング干渉計型センサにおい
て、振動等の検出部となる光ファイバループ（主ルー
プ）のループ途中に、分岐結合素子を介して、副ループ
となるループ状光ファイバを接続したことを要旨とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
た光リング干渉計による信号検出センサ並びに信号検出
方法に関するものである。
た光リング干渉計による信号検出センサ並びに信号検出
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバを用いた干渉計のセン
サが種々提案されている。例えば、本出願人が出願した
光ファイバを用いた光リング干渉計型センサに関する特
許出願（特願平１１−７０８０３）がある。この光ファ
イバを用いた光リング干渉型センサ系の基本原理は、図
６に示すように、発光素子１（光源）と受光素子５とル
ープ状の光ファイバ３（又は途中に光遅延素子６を挿入
されて）の両端とが光分岐結合素子２に接続されてい
て、光源から出射された光を光分岐結合素子２によって
分岐して前記ループ状光ファイバ両端に入射させ、この
ループ状光ファイバ中を時計回りＡと反時計回りＢに伝
搬させ、時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前記光
分岐結合素子２に入射させて結合し、この結合された干
渉光を受光素子５に入射させ干渉光の強度変化を示す電
気信号をこの受光素子から出力するものである。すなわ
ち、図において、加振等の光ファイバループの一部に外
部より加えられた物理的変化４による光路ＡとＢの伝搬
光の位相変動を干渉状態の変化として検出するものであ
る。
サが種々提案されている。例えば、本出願人が出願した
光ファイバを用いた光リング干渉計型センサに関する特
許出願（特願平１１−７０８０３）がある。この光ファ
イバを用いた光リング干渉型センサ系の基本原理は、図
６に示すように、発光素子１（光源）と受光素子５とル
ープ状の光ファイバ３（又は途中に光遅延素子６を挿入
されて）の両端とが光分岐結合素子２に接続されてい
て、光源から出射された光を光分岐結合素子２によって
分岐して前記ループ状光ファイバ両端に入射させ、この
ループ状光ファイバ中を時計回りＡと反時計回りＢに伝
搬させ、時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前記光
分岐結合素子２に入射させて結合し、この結合された干
渉光を受光素子５に入射させ干渉光の強度変化を示す電
気信号をこの受光素子から出力するものである。すなわ
ち、図において、加振等の光ファイバループの一部に外
部より加えられた物理的変化４による光路ＡとＢの伝搬
光の位相変動を干渉状態の変化として検出するものであ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のような光リング
干渉計型振動センサにおける感度の周波数依存性につい
て検討した。
干渉計型振動センサにおける感度の周波数依存性につい
て検討した。
【０００４】図３に示す、ループ長がＬのリング干渉計
型センサについて、ループの中点（Ｚ＝０）よりＺ0 だ
け離れた点で、外部より加えられた物理的変化により、
光路ＡとＢの伝搬光に等しい位相変化θ(t)が生じたと
する。
型センサについて、ループの中点（Ｚ＝０）よりＺ0 だ
け離れた点で、外部より加えられた物理的変化により、
光路ＡとＢの伝搬光に等しい位相変化θ(t)が生じたと
する。
【０００５】光源（ＬＤ）により入射した光が３dBカプ
ラにより完全に等分されたとすると、ループを一周して
再び合波され受光部（ＰＤ）に入射する光の電力Ｐは、
高次の項を無視することにより、 Ｐ(t) ∝１＋sin （θ(r＋δ) −θ(r−δ) ） で与えられる（詳細は後述する）。ただし、ｒ＝ｔ−Ｌ
／２ｃ，δ＝Ｚ0 ／ｃである。また、Ｃは光ファイバ内
の光速である。
ラにより完全に等分されたとすると、ループを一周して
再び合波され受光部（ＰＤ）に入射する光の電力Ｐは、
高次の項を無視することにより、 Ｐ(t) ∝１＋sin （θ(r＋δ) −θ(r−δ) ） で与えられる（詳細は後述する）。ただし、ｒ＝ｔ−Ｌ
／２ｃ，δ＝Ｚ0 ／ｃである。また、Ｃは光ファイバ内
の光速である。
【０００６】δが十分に小さく、かつ、｜θ｜も十分に
小さいとみなせる領域では、
小さいとみなせる領域では、
【数１】 で近似できる。すなわち、得られる出力は加振信号の微
分値に依存する。
分値に依存する。
【０００７】上記の式より明らかなように、図３のセン
サでは周期が２δとなる周波数成分について振動検知が
できない。また、同様にδ＝０となる点、即ちループ中
点では感度が零になってしまう。
サでは周期が２δとなる周波数成分について振動検知が
できない。また、同様にδ＝０となる点、即ちループ中
点では感度が零になってしまう。
【０００８】本発明は、上記の問題点、すなわち、不感
周波数の除去つまり不感地点の除去を図ることを目的と
するものである。
周波数の除去つまり不感地点の除去を図ることを目的と
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、本発明の光ファイバリング干渉計型センサは、
光源と受光素子とループ状光ファイバの開放部の両端と
が第一の分岐結合素子に接続されて構成され、前記光源
から出射された光を前記第一の分岐結合素子によって分
岐して前記ループ状光ファイバに前記開放部の両端それ
ぞれから入射させ、このループ状光ファイバ中を時計回
りと反時計回りに伝搬させ、時計回りに伝搬した時計回
り伝搬光と反時計回りに伝搬した反時計回り伝搬光とを
前記第一の分岐結合素子にて結合し、結合された前記時
計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前記受光素子に入
射させ、この時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位
相差による干渉光の強度変化を示す信号をこの受光素子
から出力することにより前記ループ状光ファイバに加わ
る物理変化を検出する光ファイバリング干渉計型センサ
であって、前記ループ状光ファイバのループ途中に、第
二の分岐結合素子を介して、副ループとなるループ状光
ファイバを接続したものである。
ために、本発明の光ファイバリング干渉計型センサは、
光源と受光素子とループ状光ファイバの開放部の両端と
が第一の分岐結合素子に接続されて構成され、前記光源
から出射された光を前記第一の分岐結合素子によって分
岐して前記ループ状光ファイバに前記開放部の両端それ
ぞれから入射させ、このループ状光ファイバ中を時計回
りと反時計回りに伝搬させ、時計回りに伝搬した時計回
り伝搬光と反時計回りに伝搬した反時計回り伝搬光とを
前記第一の分岐結合素子にて結合し、結合された前記時
計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前記受光素子に入
射させ、この時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光との位
相差による干渉光の強度変化を示す信号をこの受光素子
から出力することにより前記ループ状光ファイバに加わ
る物理変化を検出する光ファイバリング干渉計型センサ
であって、前記ループ状光ファイバのループ途中に、第
二の分岐結合素子を介して、副ループとなるループ状光
ファイバを接続したものである。
【００１０】また、本発明の光ファイバリング干渉計型
信号検出方法は、光源から出射された光を第一の分岐結
合素子によって分岐して、主ループであるループ状光フ
ァイバの両端それぞれから入射させてこの主ループのル
ープ状光ファイバ中とこの主ループのループ状光ファイ
バのループ途中に第二の分岐結合素子を介して接続され
ている副ループであるループ状光ファイバ中を時計回り
と反時計回りに伝搬させ、前記双方のループ状光ファイ
バ中を伝搬した時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを
前記第一の分岐結合素子によって結合して受光素子に入
射させ、前記受光素子が出力する前記時計回り伝搬光と
反時計回り伝搬光との位相差による干渉光の強度変化を
示す信号に基づいて、前記主ループのループ状光ファイ
バに加わる物理的変化を検出するものである。
信号検出方法は、光源から出射された光を第一の分岐結
合素子によって分岐して、主ループであるループ状光フ
ァイバの両端それぞれから入射させてこの主ループのル
ープ状光ファイバ中とこの主ループのループ状光ファイ
バのループ途中に第二の分岐結合素子を介して接続され
ている副ループであるループ状光ファイバ中を時計回り
と反時計回りに伝搬させ、前記双方のループ状光ファイ
バ中を伝搬した時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを
前記第一の分岐結合素子によって結合して受光素子に入
射させ、前記受光素子が出力する前記時計回り伝搬光と
反時計回り伝搬光との位相差による干渉光の強度変化を
示す信号に基づいて、前記主ループのループ状光ファイ
バに加わる物理的変化を検出するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する前に、従前の光リング干渉計型センサの出力特性を
理解するために、受光素子（ＰＤ）に誘起される出力に
ついて定式化を試みたもので、それについて説明する。
する前に、従前の光リング干渉計型センサの出力特性を
理解するために、受光素子（ＰＤ）に誘起される出力に
ついて定式化を試みたもので、それについて説明する。
【００１２】まず、図３のモデルを、そのループの光路
ＡとＢとを２光路に分割した図４の思考モデルを考え
る。図において、光リング干渉計型センサを構成してい
る全長Ｌの光路の中点を原点（Ｚ＝０）とし、原点から
加振位置までの距離をＺ0 とする。原理上、この系では
Ｚについて対称であり、＋Ｚ方向と−Ｚ方向の区別はで
きない。
ＡとＢとを２光路に分割した図４の思考モデルを考え
る。図において、光リング干渉計型センサを構成してい
る全長Ｌの光路の中点を原点（Ｚ＝０）とし、原点から
加振位置までの距離をＺ0 とする。原理上、この系では
Ｚについて対称であり、＋Ｚ方向と−Ｚ方向の区別はで
きない。
【００１３】加振の結果、Ｚ0 の位置で時間の関数とし
てθ(t) だけ位相が変化したとする。（例えば、ファイ
バ伸びによる位相変化を考えると、伸びによる位相の変
化が十分に小さいとして、１．５μm 程度の伸びで位相
が２π変化する。この伸びが１cmの範囲であったとすれ
ば、歪は０．０２％程度となる。）ただし、この時間的
に変化する歪の影響する区間長は、Ｌに対して十分に短
く点とみなせるものとする。また、以降の議論ではファ
イバの損失を無視する。
てθ(t) だけ位相が変化したとする。（例えば、ファイ
バ伸びによる位相変化を考えると、伸びによる位相の変
化が十分に小さいとして、１．５μm 程度の伸びで位相
が２π変化する。この伸びが１cmの範囲であったとすれ
ば、歪は０．０２％程度となる。）ただし、この時間的
に変化する歪の影響する区間長は、Ｌに対して十分に短
く点とみなせるものとする。また、以降の議論ではファ
イバの損失を無視する。
【００１４】以上の仮定より、図３は時計回り（ＣＷ
側）と、反時計回り（ＣＣＷ側）の伝搬に分解して、図
４のように考えることができる。
側）と、反時計回り（ＣＣＷ側）の伝搬に分解して、図
４のように考えることができる。
【００１５】カプラからＣＷ側，ＣＣＷ側それぞれへの
入射光を図のように ａＥ0 cos （ω0 ｔ＋φａ）……ＣＷ側 …（１） ｂＥ0 cos （ω0 ｔ＋φb ）……ＣＷ側 …（２） とする。ここで、ａ2 ：ｂ2 はカプラの分岐比を示し、
ω0 は入射光の角周波数を意味する。また、φ0 ≡φa
−φb は分岐の際の位相差を示し、カプラが完全に１：
１の分岐をしている場合、φ0 ＝±π／２となる。
入射光を図のように ａＥ0 cos （ω0 ｔ＋φａ）……ＣＷ側 …（１） ｂＥ0 cos （ω0 ｔ＋φb ）……ＣＷ側 …（２） とする。ここで、ａ2 ：ｂ2 はカプラの分岐比を示し、
ω0 は入射光の角周波数を意味する。また、φ0 ≡φa
−φb は分岐の際の位相差を示し、カプラが完全に１：
１の分岐をしている場合、φ0 ＝±π／２となる。
【００１６】この時、位相変化θ(t)を受けてカプラの
受光端まで戻ってきたＣＷ側、ＣＣＷ側それぞれの伝搬
光は電界の振幅を時間の関数として見ると、 Ｅ1 (t) ＝ａＥ0 cos θ−(t) …（３） Ｅ2 (t) ＝ｂＥ0 cos θ＋(t) …（４） ただし、
受光端まで戻ってきたＣＷ側、ＣＣＷ側それぞれの伝搬
光は電界の振幅を時間の関数として見ると、 Ｅ1 (t) ＝ａＥ0 cos θ−(t) …（３） Ｅ2 (t) ＝ｂＥ0 cos θ＋(t) …（４） ただし、
【数２】 となる。ここで、β，Ｃはそれぞれ光ファイバ内の波
数、光速であり、Ｃ＝ω0／βである。
数、光速であり、Ｃ＝ω0／βである。
【００１７】ＣＷ側，ＣＣＷ側の光路長がＬで完全に一
致しているとし、カプラの結合比も１：１とすればカプ
ラで結合して受光素子で受光する光の電力Ｐは、 Ｐ(t) ∝（Ｅ１(t) ＋Ｅ２(t) ）2 …（７） となる。
致しているとし、カプラの結合比も１：１とすればカプ
ラで結合して受光素子で受光する光の電力Ｐは、 Ｐ(t) ∝（Ｅ１(t) ＋Ｅ２(t) ）2 …（７） となる。
【００１８】ここで、
【数３】 を仮定し、更に時間に関してｅj2ω0t の依存性をする
項は、受光素子ＰＤが応答できないとすると、これらを
除いた分の受光電力Ｐ^(t)は次式で与えられる。
項は、受光素子ＰＤが応答できないとすると、これらを
除いた分の受光電力Ｐ^(t)は次式で与えられる。
【００１９】
【数４】 これを整理すると、
【数５】 である。
【００２０】これは、
【数６】 と書きなおすことができる。
【００２１】δが小さい場合の受光電力、すなわち受光
素子からの出力特性について、まず δ≪｜dr｜ …（１３） の時間領域を考える場合（Ｚ0 ／Ｃに対して、考えてい
る振動の周波数帯域が狭い場合に相当）、
素子からの出力特性について、まず δ≪｜dr｜ …（１３） の時間領域を考える場合（Ｚ0 ／Ｃに対して、考えてい
る振動の周波数帯域が狭い場合に相当）、
【数７】 となるから、
【数８】 と近似できる。ここで、３dB カプラが完全で、φ0 ＝
π／２，ａ2 ：ｂ2 ＝１：１だったとすれば、
π／２，ａ2 ：ｂ2 ＝１：１だったとすれば、
【数９】 となる。
【００２２】小信号領域、すなわち
【数１０】 を考えれば、出力は次のように近似できる。
【００２３】
【数１１】 これにより、直流分を無視して考えた場合、ＰＤからの
出力は与えた位相変化の微分信号に比例することがわか
る。
出力は与えた位相変化の微分信号に比例することがわか
る。
【００２４】ところで、３dBのカプラの分岐比が１：１
とならず、φ0 ≠π／２の場合を考えてみる。
とならず、φ0 ≠π／２の場合を考えてみる。
【００２５】
【数１２】 δ2 の項まで考慮に入れて、
【数１３】 となる。ここで、α2 ＝（２ab）／（ａ2 ＋ｂ2 ）であ
る。
る。
【００２６】すなわち、カプラ分岐による位相差がφ0
≠π／２の場合、次の現象が小信号領域であっても、次
のような非線形現象の観測が予想される。
≠π／２の場合、次の現象が小信号領域であっても、次
のような非線形現象の観測が予想される。
【００２７】(i) 与えた位相変化の微分値の２乗項成分
の検出（周波数が２倍で、振幅の２乗に比例する成
分）。
の検出（周波数が２倍で、振幅の２乗に比例する成
分）。
【００２８】(ii)α2 に代表される感度変化。
【００２９】次に、小信号領域における周波数特性につ
いて説明する。
いて説明する。
【００３０】ここでは、｜θ(t) ｜が十分に小さく、０
〜ｆH までの帯域を持つθ(t) に対する周波数特性と、
δ（加振位置）の関係について検討する。
〜ｆH までの帯域を持つθ(t) に対する周波数特性と、
δ（加振位置）の関係について検討する。
【００３１】具体的には、０〜ｆH までの周波数成分を
一様に含む信号として、 θ(t) ＝θ0 sin Ｃ（２πｆH ｔ） …（２１） を考える。これを式（１０）に代入して、δをパラメー
タとしてＰＤ出力の周波数特性を求めると、図５のよう
になる。但し、計算で用いたパラメータは表１の通り。
また、ここでは帯域ｆH を５０kHz とした。
一様に含む信号として、 θ(t) ＝θ0 sin Ｃ（２πｆH ｔ） …（２１） を考える。これを式（１０）に代入して、δをパラメー
タとしてＰＤ出力の周波数特性を求めると、図５のよう
になる。但し、計算で用いたパラメータは表１の通り。
また、ここでは帯域ｆH を５０kHz とした。
【００３２】
【表１】 図５で判るように、出力信号は微分信号となることか
ら、低周波数領域では周波数に比例して出力が大きくな
る。一方、Ｚ0 が大きくなると（δが大きくなると）微
分からのずれが大きくなる。Ｚ0 ＝５．０km、すなわち
δ＝２．５×１０-5sec とすると、ｆ＝２０kHz ならび
にｆ＝４０kHz に不感周波数が存在する。ここでは、式
（１０）からも明らかなように、θ（ｒ＋δ）−θ（ｒ
−δ）＝０が成立している。すなわち、周期２δに相当
する周波数成分は、励振を検知することができない。こ
のことは、見方を変えれば、周波数領域内で不感周波数
が存在する場合、その地点よりもＺ0 が大きい場所の何
処に、かならず不感場所が存在することを意味してい
る。
ら、低周波数領域では周波数に比例して出力が大きくな
る。一方、Ｚ0 が大きくなると（δが大きくなると）微
分からのずれが大きくなる。Ｚ0 ＝５．０km、すなわち
δ＝２．５×１０-5sec とすると、ｆ＝２０kHz ならび
にｆ＝４０kHz に不感周波数が存在する。ここでは、式
（１０）からも明らかなように、θ（ｒ＋δ）−θ（ｒ
−δ）＝０が成立している。すなわち、周期２δに相当
する周波数成分は、励振を検知することができない。こ
のことは、見方を変えれば、周波数領域内で不感周波数
が存在する場合、その地点よりもＺ0 が大きい場所の何
処に、かならず不感場所が存在することを意味してい
る。
【００３３】次に、本発明の実施の形態を説明する。
【００３４】不感周波数を除去するため、本発明は、図
１のような、主ループ１０と３dBカプラ１３を介して接
続された全長Ｌa の副ループ１１により、等価光路長が
異なるループとなるような測定系を持つセンサとしたも
のである。
１のような、主ループ１０と３dBカプラ１３を介して接
続された全長Ｌa の副ループ１１により、等価光路長が
異なるループとなるような測定系を持つセンサとしたも
のである。
【００３５】図１において、Ｌa が干渉長よりも十分に
長く、光路差がＬa 程度以上ある場合の相互干渉が無視
できるとすれば、副ループ１１をｎ回転して主ループ１
０を経由してＰＤに到達する項の強度は
長く、光路差がＬa 程度以上ある場合の相互干渉が無視
できるとすれば、副ループ１１をｎ回転して主ループ１
０を経由してＰＤに到達する項の強度は
【数１４】 但し、この式の導出にあたっては以下の仮定をした。
【００３６】(i) ２つの３dBカプラが共に完全で、位相
差π／２、強度１：１で分岐できている。
差π／２、強度１：１で分岐できている。
【００３７】(ii)ＣＷ側、ＣＣＷ側において、副ループ
をどちらから見ても区別がない（対称性）。
をどちらから見ても区別がない（対称性）。
【００３８】干渉長がＬa よりも十分に短いとしている
ので、互いに干渉することなく受信されるので、結局受
光部で受信される光の強度は
ので、互いに干渉することなく受信されるので、結局受
光部で受信される光の強度は
【数１５】 で与えられる。
【００３９】ここで判るように、等価的に全長がＬ＋
（ｎＬa ）の測定ループが並列しているように見えるの
で、完全な不感周波数を除去することが可能である。す
なわち、完全な不感地点を削除することも可能である。
上記式（２２）から明らかなように、主ループ１０中点
でも不感とはならない。
（ｎＬa ）の測定ループが並列しているように見えるの
で、完全な不感周波数を除去することが可能である。す
なわち、完全な不感地点を削除することも可能である。
上記式（２２）から明らかなように、主ループ１０中点
でも不感とはならない。
【００４０】先程の例（Ｌ＝１０km，Ｚ0 ＝５km）の場
合に、Ｌa ＝２kmの副ループを付加した場合のシミュレ
ーション結果を図２に示す（上：副ループを付加した場
合、下：通常の光リング干渉計型センサの場合）。尚、
計算にあたっては、総和を２０項までで打ち切ってい
る。
合に、Ｌa ＝２kmの副ループを付加した場合のシミュレ
ーション結果を図２に示す（上：副ループを付加した場
合、下：通常の光リング干渉計型センサの場合）。尚、
計算にあたっては、総和を２０項までで打ち切ってい
る。
【００４１】図２により明らかなように、ｆ＝２０，４
０kHz において、副ループを設けることにより不感周波
数を除去できていることがわかる。
０kHz において、副ループを設けることにより不感周波
数を除去できていることがわかる。
【００４２】なお、副ループを設ける代りに、ＰＤ出力
以降の電気回路にＰＤ出力信号の不感周波数特性が平坦
になるような補償回路を接続してもよい。
以降の電気回路にＰＤ出力信号の不感周波数特性が平坦
になるような補償回路を接続してもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光リング干渉計型センサの応答特性に不感特性が存在す
ることを明らかにし、センシング位置とセンシング信号
に対する応答周波数特性との関係を定量的に解明するこ
とにより検出信号の不感特性を改善する方法を解明でき
た。また、本発明の光ファイバリング干渉計型センサで
は、主ループの途中に、分岐結合素子を介して副ループ
を設けているので、不感周波数、域はループ内の不感場
所の除去ができる。
光リング干渉計型センサの応答特性に不感特性が存在す
ることを明らかにし、センシング位置とセンシング信号
に対する応答周波数特性との関係を定量的に解明するこ
とにより検出信号の不感特性を改善する方法を解明でき
た。また、本発明の光ファイバリング干渉計型センサで
は、主ループの途中に、分岐結合素子を介して副ループ
を設けているので、不感周波数、域はループ内の不感場
所の除去ができる。
【図１】本発明の光ファイバリング干渉計型センサの一
つの実施形態を示すブロック図である。
つの実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の光ファイバリング干渉計型センサに係
る周波数特性図である。
る周波数特性図である。
【図３】従来の光ファイバリング干渉計型センサを説明
するためのモデルと座標定義を示す図である。
するためのモデルと座標定義を示す図である。
【図４】図３の光伝搬路に分解したモデルを示す図であ
る。
る。
【図５】従来の光ファイバリング干渉計型センサに係る
周波数特性図である。
周波数特性図である。
【図６】光ファイバリング干渉計型センサの基本的原理
を説明する説明図である。
を説明する説明図である。
１ 発光素子 ２，１３ 分岐結合素子 ３ ループ状光ファイバ ５ 受光素子 １０ 主ループ １１ 副ループ
フロントページの続き (72)発明者 戸倉 武 千葉県佐倉市六崎1440 株式会社フジクラ 佐倉事業所内 (72)発明者 大森 達也 千葉県千葉市中央区椿森６−７−18 Ｆターム(参考） 2F103 CA08 EB02 EB12 EC09 EC10 2F105 BB02 DD02 DE01 DE05 DE25
Claims (2)
- 【請求項１】 光源と受光素子とループ状光ファイバの
開放部の両端とが第一の分岐結合素子に接続されて構成
され、 前記光源から出射された光を前記第一の分岐結合素子に
よって分岐して前記ループ状光ファイバに前記開放部の
両端それぞれから入射させ、このループ状光ファイバ中
を時計回りと反時計回りに伝搬させ、時計回りに伝搬し
た時計回り伝搬光と反時計回りに伝搬した反時計回り伝
搬光とを前記第一の分岐結合素子にて結合し、結合され
た前記時計回り伝搬光と反時計回り伝搬光とを前記受光
素子に入射させ、この時計回り伝搬光と反時計回り伝搬
光との位相差による干渉光の強度変化を示す信号をこの
受光素子から出力することにより前記ループ状光ファイ
バに加わる物理変化を検出する光ファイバリング干渉計
型センサであって、 前記ループ状光ファイバのループ途中に、第二の分岐結
合素子を介して、副ループとなるループ状光ファイバを
接続したことを特徴とする光ファイバリング干渉計型セ
ンサ。 - 【請求項２】 光源から出射された光を第一の分岐結合
素子によって分岐して、主ループであるループ状光ファ
イバの両端それぞれから入射させてこの主ループのルー
プ状光ファイバ中とこの主ループのループ状光ファイバ
のループ途中に第二の分岐結合素子を介して接続されて
いる副ループであるループ状光ファイバ中を時計回りと
反時計回りに伝搬させ、 前記双方のループ状光ファイバ中を伝搬した時計回り伝
搬光と反時計回り伝搬光とを前記第一の分岐結合素子に
よって結合して受光素子に入射させ、 前記受光素子が出力する前記時計回り伝搬光と反時計回
り伝搬光との位相差による干渉光の強度変化を示す信号
に基づいて、前記主ループのループ状光ファイバに加わ
る物理的変化を検出することを特徴とする光ファイバリ
ング干渉計型信号検出方法。
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|---|---|---|---|
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| JP2002243454A true JP2002243454A (ja) | 2002-08-28 |
| JP4676623B2 JP4676623B2 (ja) | 2011-04-27 |
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| JP (1) | JP4676623B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011112543A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Lazoc Inc | 光ファイバを用いた振動計測装置 |
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| JP2000046564A (ja) * | 1998-04-28 | 2000-02-18 | Fujikura Ltd | 光ファイバ干渉型センサ、光ファイバ干渉型信号検出方法、光ファイバ干渉型振動センサ、光ファイバ干渉型振動検出方法、光ファイバケ―ブル対照器、光ファイバケ―ブル対照方法、光ファイバ心線対照器、光ファイバ心線対照方法、光ファイバ通話装置及び光ファイバ通話方法 |
| WO2000022383A1 (en) * | 1998-10-09 | 2000-04-20 | University Of Southampton | Fibre optic sensor |
-
2001
- 2001-02-09 JP JP2001034190A patent/JP4676623B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2011112543A (ja) * | 2009-11-27 | 2011-06-09 | Lazoc Inc | 光ファイバを用いた振動計測装置 |
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