JP2002533708A - 物理量を走査するブラッグ格子センサ装置 - Google Patents
物理量を走査するブラッグ格子センサ装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract
(57)【要約】
ブラッグ格子センサ装置は、光ファイバ（１）に相前後して配置されていて互いに異なるブラッグ波長（λｉ）をもつ複数のブラッグ格子（１ｉ，ｉ＝１，２，．．．Ｎ）を有している。ファイバ内では、互いに異なる周波数（ωｉ）で個々に変動しているこれらのブラッグ波長付近に位置する波長（λ０１）は、格子に対し同時に伝送され、実質的に同時に格子で反射し周波数符号化されたブラッグ波長が周波数に応じて分離され、位相符号化される。利点として、殊に複数のファイバの場合に低コストなことが挙げられる。
Description
【０００１】 本発明は、少なくとも１つの物理量を走査するブラッグ格子センサ装置に関す
る。
る。
【０００２】 少なくとも１つの所定の物理量を走査するためのブラッグ格子センサ装置は公
知であり、例えばYun-Iang Rao著の"In-Fiber Bragg Grating Sensors", Mess.
Sci. Technol. 8 (1997)の第３５５〜３７５頁に多くの実施形態で記載されてい
る。走査すべき物理量は、この刊行物では例えば、引っ張り応力、温度、圧力、
超音波、加速度、強力な磁界および／または力とすることができる。
知であり、例えばYun-Iang Rao著の"In-Fiber Bragg Grating Sensors", Mess.
Sci. Technol. 8 (1997)の第３５５〜３７５頁に多くの実施形態で記載されてい
る。走査すべき物理量は、この刊行物では例えば、引っ張り応力、温度、圧力、
超音波、加速度、強力な磁界および／または力とすることができる。
【０００３】 これらの公知の実施形態ではいずれも、光ビームを伝送する少なくとも１つの
光伝送路に、格子固有のブラッグ波長を有する、少なくとも１つの光学ブラッグ
格子が配置されている。ここでこのブラッグ波長は、これがこの伝送路で伝送さ
れるビームに含まれている場合、この格子によって反射され、これに対してこの
ブラッグ波長とは異なる、このビームに含まれる波長は格子を通り抜ける。格子
のブラッグ波長は、この格子に作用する物理量に依存して変動する。
光伝送路に、格子固有のブラッグ波長を有する、少なくとも１つの光学ブラッグ
格子が配置されている。ここでこのブラッグ波長は、これがこの伝送路で伝送さ
れるビームに含まれている場合、この格子によって反射され、これに対してこの
ブラッグ波長とは異なる、このビームに含まれる波長は格子を通り抜ける。格子
のブラッグ波長は、この格子に作用する物理量に依存して変動する。
【０００４】 光伝送路は、上記の実施形態のいずれにおいても光ファイバからなっており、
この光ファイバにおいてブラッグ格子が、周期的な屈折率変動によって実現され
る。
この光ファイバにおいてブラッグ格子が、周期的な屈折率変動によって実現され
る。
【０００５】 特殊な実施形態では、光ファイバに、このファイバに相前後して配置された複
数の光学ブラッグ格子が配置されており、ここでこれらのブラッグ格子は、互い
に異なる格子固有のブラッグ波長を有し、各格子の格子固有のブラッグ波長は、
この格子に作用する物理量の変化に依存して変動する。これはこのブラッグ波長
が、この光ファイバで伝送されるビームに含まれており、この格子だけによって
反射される場合である。
数の光学ブラッグ格子が配置されており、ここでこれらのブラッグ格子は、互い
に異なる格子固有のブラッグ波長を有し、各格子の格子固有のブラッグ波長は、
この格子に作用する物理量の変化に依存して変動する。これはこのブラッグ波長
が、この光ファイバで伝送されるビームに含まれており、この格子だけによって
反射される場合である。
【０００６】 これらの特殊な実施形態の間には、１つだけではなく、２つまたはそれ以上の
ファイバを有する実施形態があり、これらのファイバのそれぞれに、ここでは互
いに異なる格子固有のブラッグ波長を有する、それぞれ相前後して配置された複
数の光学的ブラッグ格子が配置されており、かつこれらはそれぞれ、共通の光ビ
ーム源によって形成される光ビームを伝送するために設けられている。
ファイバを有する実施形態があり、これらのファイバのそれぞれに、ここでは互
いに異なる格子固有のブラッグ波長を有する、それぞれ相前後して配置された複
数の光学的ブラッグ格子が配置されており、かつこれらはそれぞれ、共通の光ビ
ーム源によって形成される光ビームを伝送するために設けられている。
【０００７】 特殊な実施形態を特定の目的のために実現するためには、調整可能な光ビーム
源が設けられ、これによって帯域幅の狭い光ビームが所定の波長において形成さ
れ、かつこのビーム源が制御されて、この所定の波長が時間的に変化し、この際
に波長領域を横断するようにする。ここでこの波長領域は、１つまたは複数の光
ファイバにおけるすべてのブラッグ格子の種々の格子固有ブラッグ波長を含んで
おり、これによって所定の波長が、時間的に相前後して少なくとも一度、これら
の格子固有のブラッグ波長の各々において存在するようにする。
源が設けられ、これによって帯域幅の狭い光ビームが所定の波長において形成さ
れ、かつこのビーム源が制御されて、この所定の波長が時間的に変化し、この際
に波長領域を横断するようにする。ここでこの波長領域は、１つまたは複数の光
ファイバにおけるすべてのブラッグ格子の種々の格子固有ブラッグ波長を含んで
おり、これによって所定の波長が、時間的に相前後して少なくとも一度、これら
の格子固有のブラッグ波長の各々において存在するようにする。
【０００８】 このように時間的に変動する所定の波長は、光ファイバに入力結合され、この
ファイバで伝送される。伝送される波長は、互いに異なる時点に各ブラッグ格子
の格子固有のブラッグ波長に位置し、この際にこの格子に作用によって反射され
るため、互いに異なる反射した格子固有のブラッグ波長からなる時間的な列が発
生する。
ファイバで伝送される。伝送される波長は、互いに異なる時点に各ブラッグ格子
の格子固有のブラッグ波長に位置し、この際にこの格子に作用によって反射され
るため、互いに異なる反射した格子固有のブラッグ波長からなる時間的な列が発
生する。
【０００９】 帯域幅の狭い光ビームを所定の波長において形成する調整可能な光ビーム源は
、１つのケースでは、例えば広帯域の光ビームを形成する光りビーム源と、調整
可能な波長走査器とからなり、ここでこの広帯域の光ビームは、すべてのブラッ
グ格子の種々の格子固有ブラッグ波長を１つまたは複数のファイバにおいて同時
に含む波長領域を有しており、調整可能な波長走査器は、広帯域のビーム源に後
置接続されており、かつこの広帯域のビームから、所定の波長にある帯域幅の狭
いビームを形成する。この波長走査器は、所定の波長を時間的に変動させるため
に、つねに単調に変化する、ランプ発生器の信号によって制御され、ここでこの
信号によって、この所定の波長が広帯域のビームの波長領域全体をつねに繰り返
して横断し、これによって時間的に変動する所望の所定の波長が発生する。この
所定の波長は、光ファイバに入力結合され、このファイバで伝送される。
、１つのケースでは、例えば広帯域の光ビームを形成する光りビーム源と、調整
可能な波長走査器とからなり、ここでこの広帯域の光ビームは、すべてのブラッ
グ格子の種々の格子固有ブラッグ波長を１つまたは複数のファイバにおいて同時
に含む波長領域を有しており、調整可能な波長走査器は、広帯域のビーム源に後
置接続されており、かつこの広帯域のビームから、所定の波長にある帯域幅の狭
いビームを形成する。この波長走査器は、所定の波長を時間的に変動させるため
に、つねに単調に変化する、ランプ発生器の信号によって制御され、ここでこの
信号によって、この所定の波長が広帯域のビームの波長領域全体をつねに繰り返
して横断し、これによって時間的に変動する所望の所定の波長が発生する。この
所定の波長は、光ファイバに入力結合され、このファイバで伝送される。
【００１０】 別のケースでは調整可能なビーム源は、帯域幅の狭い光ビームを所定の波長に
おいて形成するために、例えば、広帯域の光ビームを形成する光ビーム源と、調
整可能なファブリ−ペローフィルタと、調整可能な干渉式波長走査器とを有して
おり、ここでこの広帯域の光ビームは、すべてのブラッグ格子の種々の格子固有
ブラッグ波長を１つまたは複数の光ファイバにおいて同時に含んでおり、ファブ
リ−ペローフィルタは広帯域のビーム源に後置接続されており、干渉式波長走査
器はファブリ−ペローフィルタに後置接続されている。
おいて形成するために、例えば、広帯域の光ビームを形成する光ビーム源と、調
整可能なファブリ−ペローフィルタと、調整可能な干渉式波長走査器とを有して
おり、ここでこの広帯域の光ビームは、すべてのブラッグ格子の種々の格子固有
ブラッグ波長を１つまたは複数の光ファイバにおいて同時に含んでおり、ファブ
リ−ペローフィルタは広帯域のビーム源に後置接続されており、干渉式波長走査
器はファブリ−ペローフィルタに後置接続されている。
【００１１】 このファブリ−ペローフィルタによって、時間的に相前後する帯域幅の狭い波
長部分領域が広帯域ビームの波長領域全体から調整される。ここでこれらの部分
領域のそれぞれは、格子固有のブラッグ波長をこれらのブラッグ格子の１つずつ
に対してのみ含んでいる。このフィルタがこのような部分領域に調整されている
と、これはこの部分領域だけを含む光ビームを出力する。これらの部分領域を時
間順序で調整するため、このフィルタは、ステップ状に単調に変化する、ステッ
プ信号発生器の信号によって制御される。
長部分領域が広帯域ビームの波長領域全体から調整される。ここでこれらの部分
領域のそれぞれは、格子固有のブラッグ波長をこれらのブラッグ格子の１つずつ
に対してのみ含んでいる。このフィルタがこのような部分領域に調整されている
と、これはこの部分領域だけを含む光ビームを出力する。これらの部分領域を時
間順序で調整するため、このフィルタは、ステップ状に単調に変化する、ステッ
プ信号発生器の信号によって制御される。
【００１２】 調整可能な干渉式波長走査器は、ファブリ−ペローフィルタによって帯域幅の
狭い波長領域に調整された各ビームから、所定の波長にある狭帯域ビームを形成
する。この波長走査器は各部分領域において制御され、これによってこの所定の
波長はこの部分領域において時間的に変化し、かつこの部分領域を横断する。こ
のために波長走査器はランプ発生器の信号によって制御され、ここでこの信号は
、調整された各部分領域においてつねに単調に時間的に変化する。
狭い波長領域に調整された各ビームから、所定の波長にある狭帯域ビームを形成
する。この波長走査器は各部分領域において制御され、これによってこの所定の
波長はこの部分領域において時間的に変化し、かつこの部分領域を横断する。こ
のために波長走査器はランプ発生器の信号によって制御され、ここでこの信号は
、調整された各部分領域においてつねに単調に時間的に変化する。
【００１３】 帯域幅の狭い波長領域は時間的に相前後して調整され、かつ所定の波長が、こ
の部分領域を横断する際に、この部分領域に含まれる、各ブラッグ格子の格子固
有のブラッグ波長に一度ぶつかるため、ここでも所定の波長は、別個の時点に各
ブラッグ格子の格子固有ブラッグ波長にあり、したがって所望の時間的に変動す
る所定の波長が形成される。この波長は光ファイバに入力結合され、このファイ
バで伝送される。
の部分領域を横断する際に、この部分領域に含まれる、各ブラッグ格子の格子固
有のブラッグ波長に一度ぶつかるため、ここでも所定の波長は、別個の時点に各
ブラッグ格子の格子固有ブラッグ波長にあり、したがって所望の時間的に変動す
る所定の波長が形成される。この波長は光ファイバに入力結合され、このファイ
バで伝送される。
【００１４】 受光装置は、ブラッグ格子によって反射された格子固有のブラッグ波長の時間
的な列を受光し、これを検出する。ここでこの時間的な列は、入力結合された、
時間的に変動した所定の波長を伝送する際にファイバで形成されたものである。
各ブラッグ格子の格子固有のブラッグ波長は、この格子に作用する物理量の変化
に伴って変動するため、各格子の検出された反射ブラッグ波長は、この格子の個
所における物理量の実際値に対する尺度である。
的な列を受光し、これを検出する。ここでこの時間的な列は、入力結合された、
時間的に変動した所定の波長を伝送する際にファイバで形成されたものである。
各ブラッグ格子の格子固有のブラッグ波長は、この格子に作用する物理量の変化
に伴って変動するため、各格子の検出された反射ブラッグ波長は、この格子の個
所における物理量の実際値に対する尺度である。
【００１５】 受光装置は広帯域の光入射側を有することができ、その帯域幅はすべてのブラ
ッグ格子の格子固有のブラッグ波長を含む。このような広帯域の入射側は例えば
ホトダイオードによって実現可能である。
ッグ格子の格子固有のブラッグ波長を含む。このような広帯域の入射側は例えば
ホトダイオードによって実現可能である。
【００１６】 公知の実施形態の別の特殊な実現では、広帯域の光ビームを形成する光ビーム
源があり、この光ビームは、全ブラッグ格子の格子固有のブラッグ波長を、少な
くとも１つの光ファイバに同時に含む波長領域を有する。
源があり、この光ビームは、全ブラッグ格子の格子固有のブラッグ波長を、少な
くとも１つの光ファイバに同時に含む波長領域を有する。
【００１７】 この広帯域のビームは光ファイバに入力結合され、このファイバで伝送される
。伝送されるこのビームは全ブラッグ格子の格子固有のブラッグ波長を同時に含
むため、特殊な実施形態の特有の実現とは異なり、このファイバのすべてのブラ
ッグ格子で反射した格子固有のブラッグ波長を実質的に同時に含む光ビームが発
生する。
。伝送されるこのビームは全ブラッグ格子の格子固有のブラッグ波長を同時に含
むため、特殊な実施形態の特有の実現とは異なり、このファイバのすべてのブラ
ッグ格子で反射した格子固有のブラッグ波長を実質的に同時に含む光ビームが発
生する。
【００１８】 公知の実施形態をこのように別に実現した場合においても、受光装置は、反射
した格子固有のすべてのブラッグ波長を受信し、これを検出する。ここでも各ブ
ラッグ格子の格子固有のブラッグ波長は、この格子に作用する物理量の変化に伴
って変動するため、各格子の検出した反射ブラッグ波長は、この格子の個所にお
ける物理量の実際値に対する尺度である。
した格子固有のすべてのブラッグ波長を受信し、これを検出する。ここでも各ブ
ラッグ格子の格子固有のブラッグ波長は、この格子に作用する物理量の変化に伴
って変動するため、各格子の検出した反射ブラッグ波長は、この格子の個所にお
ける物理量の実際値に対する尺度である。
【００１９】 この受光装置は、同時に受信した反射して格子固有のブラッグ波長を相互に分
離できなければならず、このために、それぞれ１つの波長だけを検出する帯域幅
の狭い光入射側が必要である。例えばこの受光装置はスペクトロメータを有する
ことができ、これは同時に存在する反射して格子固有のブラッグ波長を時間的に
連続して走査する。
離できなければならず、このために、それぞれ１つの波長だけを検出する帯域幅
の狭い光入射側が必要である。例えばこの受光装置はスペクトロメータを有する
ことができ、これは同時に存在する反射して格子固有のブラッグ波長を時間的に
連続して走査する。
【００２０】 本発明の課題は、少なくとも１つの所定の物理量を走査するブラッグ格子を提
供することであり、ここでこの装置は、光ビームを伝送するための少なくとも１
つの光伝送路と、この伝送路内に相前後して配置されていて互いに異なる格子固
有をもつブラッグ波長の少なくとも２つの光ブラッグ格子とを有しており、この
装置は、例えば２つまたはそれ以上の光伝送路を使用する際に殊にコスト的に有
利に実現可能である。
供することであり、ここでこの装置は、光ビームを伝送するための少なくとも１
つの光伝送路と、この伝送路内に相前後して配置されていて互いに異なる格子固
有をもつブラッグ波長の少なくとも２つの光ブラッグ格子とを有しており、この
装置は、例えば２つまたはそれ以上の光伝送路を使用する際に殊にコスト的に有
利に実現可能である。
【００２１】 この課題は、請求項１に記載された特徴によって解決される。
【００２２】 この解決手段によるブラッグ格子センサ装置は、発明の重要な特徴として光ビ
ームを形成するための光ビーム源を含み、ここでこの光ビームはブラッグ格子毎
に、この格子だけに割り当てられた所定の光波長を有しており、ここでこの光波
長は少なくとも、この格子の格子固有のブラッグ波長の近くに位置しており、か
つこの格子だけに割り当てられた波長領域内で個々に時間的に変動しており、時
間的に変動するすべての所定の波長が同時に伝送路に入力結合され、この伝送路
で同時に伝送が行われる。
ームを形成するための光ビーム源を含み、ここでこの光ビームはブラッグ格子毎
に、この格子だけに割り当てられた所定の光波長を有しており、ここでこの光波
長は少なくとも、この格子の格子固有のブラッグ波長の近くに位置しており、か
つこの格子だけに割り当てられた波長領域内で個々に時間的に変動しており、時
間的に変動するすべての所定の波長が同時に伝送路に入力結合され、この伝送路
で同時に伝送が行われる。
【００２３】 このビーム源は、上記の公知のビーム源と同様に調整可能なビーム源であり、
ここでは時間的に変動する種々の所定の光波長は、同時にではなく、時間的に相
前後して伝送路に入力結合されこの伝送路で伝送される。しかしこのビーム源は
これらのビーム源とは異なって構成されており、これらの公知のビーム源と同様
に駆動される。
ここでは時間的に変動する種々の所定の光波長は、同時にではなく、時間的に相
前後して伝送路に入力結合されこの伝送路で伝送される。しかしこのビーム源は
これらのビーム源とは異なって構成されており、これらの公知のビーム源と同様
に駆動される。
【００２４】 本発明のセンサ装置のこのビーム源は殊につぎのような利点を有する。すなわ
ちこのビーム源によって形成されるビームに含まれておりかつブラッグ格子にう
ちの１つだけに割り当てられている所定の各光波長は、時間的に変動する間に１
つの狭い波長領域だけをそれぞれ横断すればよく、またブラッグ格子の格子固有
のブラッグ波長だけをそれぞれ含めばよいという利点を有し、ここでこの狭い波
長領域は、これらの所定のすべての波長に同時に含まれる広い波長領域に比して
狭く、またはこのブラッグ格子には所定の波長だけが割り当てられている。
ちこのビーム源によって形成されるビームに含まれておりかつブラッグ格子にう
ちの１つだけに割り当てられている所定の各光波長は、時間的に変動する間に１
つの狭い波長領域だけをそれぞれ横断すればよく、またブラッグ格子の格子固有
のブラッグ波長だけをそれぞれ含めばよいという利点を有し、ここでこの狭い波
長領域は、これらの所定のすべての波長に同時に含まれる広い波長領域に比して
狭く、またはこのブラッグ格子には所定の波長だけが割り当てられている。
【００２５】 したがってこのビーム源では有利にも、全ブラッグ格子のすべての格子固有の
ブラッグ波長を含む広い波長領域全体にわたって延在する広い同調領域を有する
ファブリ−ペローフィルタまたは波長走査器は不要である。
ブラッグ波長を含む広い波長領域全体にわたって延在する広い同調領域を有する
ファブリ−ペローフィルタまたは波長走査器は不要である。
【００２６】 このビーム源は有利にも、１つの光源およびこの光源に後置された装置だけし
か必要とせず、この光源は、それぞれブラッグ格子に配属されるすべての所定の
光波長を同時に形成し、またこの装置は、これらの波長のそれぞれを１つずつの
狭い波長領域において時間的に変動させる。この光源は有利にも、慣用の広帯域
の安価な光源から構成することができ、また変動させるべき所定の波長毎に変動
を発生する装置は、調整可能な波長走査器を１つずつ有する。この波長走査器は
、それぞれの狭い波長領域だけにおいて調整すればよく、このために調整につい
て高い要求がなされず、安価なものとすることができる。例えば、調整可能な各
波長走査器は、ランプ発生器の信号によって制御される干渉式波長走査器とする
ことが可能であり、これは冒頭に述べた刊行物から公知である。
か必要とせず、この光源は、それぞれブラッグ格子に配属されるすべての所定の
光波長を同時に形成し、またこの装置は、これらの波長のそれぞれを１つずつの
狭い波長領域において時間的に変動させる。この光源は有利にも、慣用の広帯域
の安価な光源から構成することができ、また変動させるべき所定の波長毎に変動
を発生する装置は、調整可能な波長走査器を１つずつ有する。この波長走査器は
、それぞれの狭い波長領域だけにおいて調整すればよく、このために調整につい
て高い要求がなされず、安価なものとすることができる。例えば、調整可能な各
波長走査器は、ランプ発生器の信号によって制御される干渉式波長走査器とする
ことが可能であり、これは冒頭に述べた刊行物から公知である。
【００２７】 本発明のセンサ装置の殊に有利な実施形態では、光ビーム源は、連続的な帯域
幅をもつ光ビームを発生するための広帯域幅の光源と、発生すべき所定の波長ご
とにそれぞれ１つずつ固有に調整可能なブラッグ格子とを有しており、ここでこ
の連続的な帯域幅には、このビーム源によって発生すべきでありかつ固有に時間
的に変動させるべき所定の光波長がすべて含まれており、また固有に調整可能な
ブラッグ格子は、この所定の波長を規定する格子固有のブラッグ波長を有する。
この広帯域幅のビームはこれらのすべてのブラッグ格子に同時に供給され、すべ
ての格子は、その格子固有のブラッグ波長を、反射しかつビーム源から発生すべ
き所定の波長として実質的に同時に出力する。この調整可能なブラッグ格子のそ
れぞれは、１つずつの圧電アクチュエータによって調整可能である。
幅をもつ光ビームを発生するための広帯域幅の光源と、発生すべき所定の波長ご
とにそれぞれ１つずつ固有に調整可能なブラッグ格子とを有しており、ここでこ
の連続的な帯域幅には、このビーム源によって発生すべきでありかつ固有に時間
的に変動させるべき所定の光波長がすべて含まれており、また固有に調整可能な
ブラッグ格子は、この所定の波長を規定する格子固有のブラッグ波長を有する。
この広帯域幅のビームはこれらのすべてのブラッグ格子に同時に供給され、すべ
ての格子は、その格子固有のブラッグ波長を、反射しかつビーム源から発生すべ
き所定の波長として実質的に同時に出力する。この調整可能なブラッグ格子のそ
れぞれは、１つずつの圧電アクチュエータによって調整可能である。
【００２８】 本発明のセンサ装置では種々に時間的にした波長を同時に入力結合して伝送す
るため、すべての格子固有のブラッグ波長も同様に実質的に同時に各ブラッグ格
子において反射される。したがってこの装置は、すべての格子固有のブラッグ波
長を受光して検出する受光装置を含んでおり、これらの格子固有のブラッグ波長
は、時間的に変動するすべての所定の波長を同時に伝送路で伝送する際にこれら
のブラッグ格子によって実質的に同時に反射される。「実質的に」とは、単一の
格子だけに割り当てられた所定の各光波長の時間的な変動と、光の走行時間差と
が、この格子だけに割り当てられた波長領域において無視できることである。
るため、すべての格子固有のブラッグ波長も同様に実質的に同時に各ブラッグ格
子において反射される。したがってこの装置は、すべての格子固有のブラッグ波
長を受光して検出する受光装置を含んでおり、これらの格子固有のブラッグ波長
は、時間的に変動するすべての所定の波長を同時に伝送路で伝送する際にこれら
のブラッグ格子によって実質的に同時に反射される。「実質的に」とは、単一の
格子だけに割り当てられた所定の各光波長の時間的な変動と、光の走行時間差と
が、この格子だけに割り当てられた波長領域において無視できることである。
【００２９】 本発明の装置の受光装置は、帯域幅の狭い光入射側を備えるスペクトロメータ
を有することができ、これは、同時に存在する反射した格子固有のブラッグ波長
を時間的に相前後して走査する。
を有することができ、これは、同時に存在する反射した格子固有のブラッグ波長
を時間的に相前後して走査する。
【００３０】 本発明のセンサ装置において殊に有利であるのは、この装置のビーム源の新し
い動作原理であり、この動作原理にしたがって、この光源によって形成される光
ビームに同時に含まれる所定の波長が個別に時間的に変動される。この個別の変
動によって可能になるのは、互いに異なる少なくとも２つの所定の光波長を、ビ
ーム源によって形成されかつ少なくとも１つの光伝送路に入力結合される光ビー
ムにおいて、互いに異なる周波数によって時間的に変動させることである。
い動作原理であり、この動作原理にしたがって、この光源によって形成される光
ビームに同時に含まれる所定の波長が個別に時間的に変動される。この個別の変
動によって可能になるのは、互いに異なる少なくとも２つの所定の光波長を、ビ
ーム源によって形成されかつ少なくとも１つの光伝送路に入力結合される光ビー
ムにおいて、互いに異なる周波数によって時間的に変動させることである。
【００３１】 ブラッグ格子によって反射される格子固有ブラッグ波長は、有利にもつぎのよ
うな周波数で発生する。すなわちこの格子に割り当てられており、かつ光伝送路
に入力結合された所定の光波長が、該当する狭い波長領域内で時間的に変動する
ような周波数で発生する。別個のブラッグ格子に割り当てられた２つの波長が、
互いに異なる周波数で変動すると、この格子によって反射した格子固有のブラッ
グ波長も互いに異なる周波数で発生し、したがってこの波長を互いに区別するこ
とができる。
うな周波数で発生する。すなわちこの格子に割り当てられており、かつ光伝送路
に入力結合された所定の光波長が、該当する狭い波長領域内で時間的に変動する
ような周波数で発生する。別個のブラッグ格子に割り当てられた２つの波長が、
互いに異なる周波数で変動すると、この格子によって反射した格子固有のブラッ
グ波長も互いに異なる周波数で発生し、したがってこの波長を互いに区別するこ
とができる。
【００３２】 このように互いに区別できることの利点は、本発明のセンサ装置の受光装置が
、つぎのような帯域幅を備える広帯域幅の光入射側を有することができることで
ある。すなわちこの帯域幅は、互いに異なる周波数で発生する格子固有のブラッ
グ波長をすべて含んでいるのである。このような広帯域幅の入射側は有利にも、
慣用のホト検出器によって実現され、ひいてはコストを安くすることができる。
殊に２つまたはそれ以上の光伝送路を有するセンサ装置では、このことは有利で
あり、それは各伝送路に対して安価な広帯域の光入射側を１つずつ設ければよく
、高価なスペクトロメータを設ける必要がないからである。
、つぎのような帯域幅を備える広帯域幅の光入射側を有することができることで
ある。すなわちこの帯域幅は、互いに異なる周波数で発生する格子固有のブラッ
グ波長をすべて含んでいるのである。このような広帯域幅の入射側は有利にも、
慣用のホト検出器によって実現され、ひいてはコストを安くすることができる。
殊に２つまたはそれ以上の光伝送路を有するセンサ装置では、このことは有利で
あり、それは各伝送路に対して安価な広帯域の光入射側を１つずつ設ければよく
、高価なスペクトロメータを設ける必要がないからである。
【００３３】 互いに異なる周波数をもつ反射した格子固有ブラッグ波長を区別できるように
するため、この受光装置は、互いに異なる周波数をもつ反射した格子固有のブラ
ッグ波長を周波数によって分離する装置を有し、ここでこの装置は慣用の安価な
電子的に手段によって実現することができる。
するため、この受光装置は、互いに異なる周波数をもつ反射した格子固有のブラ
ッグ波長を周波数によって分離する装置を有し、ここでこの装置は慣用の安価な
電子的に手段によって実現することができる。
【００３４】 本発明によるセンサ装置の別の利点は、従来の装置よりも走査レートが高いこ
とであり、ここでこの従来の装置は、所定の光波長を形成する調整可能な光ビー
ム源を有しており、この所定の光波長は、時間的に相前後して光伝送路に入力結
合される。
とであり、ここでこの従来の装置は、所定の光波長を形成する調整可能な光ビー
ム源を有しており、この所定の光波長は、時間的に相前後して光伝送路に入力結
合される。
【００３５】 本発明を以下、図面を用いて詳しく説明する。ここで： 図１は、本発明による装置の実施例の概略ブロック図を示しており、 図２は、図１の実施例の光ビーム源によって形成される光ビームの波長スペク
トルを示しており、 図３は、本発明による装置における光ビーム源の実施例の概略ブロック図を示
している。
トルを示しており、 図３は、本発明による装置における光ビーム源の実施例の概略ブロック図を示
している。
【００３６】 少なくとも１つの所定の物理量Ｘを走査する実例としてのブラッグ格子センサ
装置は、光学ビームをそれぞれ伝送するためにＭ個（Ｍ＝１，２，３．．．）の
光学伝送路１を有しており、それらの各々はたとえば光ファイバから成る。
装置は、光学ビームをそれぞれ伝送するためにＭ個（Ｍ＝１，２，３．．．）の
光学伝送路１を有しており、それらの各々はたとえば光ファイバから成る。
【００３７】 各伝送路１にはそれぞれＮ個（Ｎ＝２，３，．．．）の光学ブラッグ格子１１
，１２，．．．１Ｎが相前後して配置されており、それらは互いに異なる格子固
有のブラッグ波長λ１，λ２，．．．もしくはλＮを有している。
，１２，．．．１Ｎが相前後して配置されており、それらは互いに異なる格子固
有のブラッグ波長λ１，λ２，．．．もしくはλＮを有している。
【００３８】 各格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎにおける格子固有のブラッグ波長λ１
，λ２，．．．もしくはλＮは、それらの格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎ
に作用する物理量Ｘの変化に依存して変動する。
，λ２，．．．もしくはλＮは、それらの格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎ
に作用する物理量Ｘの変化に依存して変動する。
【００３９】 各ブラッグ格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎにおける格子固有のブラッグ
波長λ１，λ２，．．．もしくはλＮが、伝送路１を介して伝送されるビーム中
に含まれているならば、その波長λ１，λ２，．．．もしくはλＮはその格子１
１，１２，．．．もしくは１Ｎだけによって反射される。
波長λ１，λ２，．．．もしくはλＮが、伝送路１を介して伝送されるビーム中
に含まれているならば、その波長λ１，λ２，．．．もしくはλＮはその格子１
１，１２，．．．もしくは１Ｎだけによって反射される。
【００４０】 光ビーム源２は、図２に示した波長スペクトルをもつ光ビームＰを発生し、図
２の場合、ビームＰの強度Ｉが波長λについて書き込まれている。
２の場合、ビームＰの強度Ｉが波長λについて書き込まれている。
【００４１】 図２によればビームＰはＮ個のスペクトル線を同時に有することができ、それ
らの各々は、互いに異なるＮ個の別の所定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ
のところにあり、かつそれぞれ１つの幅の狭い強度曲線１００によって表されて
いる。
らの各々は、互いに異なるＮ個の別の所定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ
のところにあり、かつそれぞれ１つの幅の狭い強度曲線１００によって表されて
いる。
【００４２】 ビームＰ中に同時に存在するＮ個の特定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ
の各々は、もっぱらそれぞれ１つのブラッグ格子１１，１２，．．．もしくは１
Ｎに対応づけられており、それらの格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎの格子
固有のブラッグ波長λ１，λ，．．．λＮ付近に少なくとも位置し、その格子１
１，１２，．．．もしくは１Ｎだけに割り当てられた波長領域Δλ０１，Δλ０
２，．．．もしくはΔλ０Ｎ内で個々に時間的に変動する。
の各々は、もっぱらそれぞれ１つのブラッグ格子１１，１２，．．．もしくは１
Ｎに対応づけられており、それらの格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎの格子
固有のブラッグ波長λ１，λ，．．．λＮ付近に少なくとも位置し、その格子１
１，１２，．．．もしくは１Ｎだけに割り当てられた波長領域Δλ０１，Δλ０
２，．．．もしくはΔλ０Ｎ内で個々に時間的に変動する。
【００４３】 各波長領域Δλ０１，Δλ０２，．．．もしくはΔλ０Ｎは次のように選定さ
れている。すなわち、その波長領域が個々の特定の波長λ０１，λ０２，．．．
もしくはλ０Ｎのほかに物理量Ｘの変化ΔＸに依存して変動する個々のブラッグ
格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎの格子固有のブラッグ波長λ１，λ，．．
．もしくはλＮを有し、個々のブラッグ格子にその波長領域Δλ０１，Δλ０２
，．．．もしくはΔλ０Ｎが割り当てられていて、その結果、それらの格子固有
のブラッグ波長λ１，λ，．．．もしくはλＮがその波長領域Δλ０１，Δλ０
２，．．．もしくはΔλ０Ｎ内で変動したとき、それらがその格子１１，１２，
．．．もしくは１Ｎによって反射されるように選定されている。
れている。すなわち、その波長領域が個々の特定の波長λ０１，λ０２，．．．
もしくはλ０Ｎのほかに物理量Ｘの変化ΔＸに依存して変動する個々のブラッグ
格子１１，１２，．．．もしくは１Ｎの格子固有のブラッグ波長λ１，λ，．．
．もしくはλＮを有し、個々のブラッグ格子にその波長領域Δλ０１，Δλ０２
，．．．もしくはΔλ０Ｎが割り当てられていて、その結果、それらの格子固有
のブラッグ波長λ１，λ，．．．もしくはλＮがその波長領域Δλ０１，Δλ０
２，．．．もしくはΔλ０Ｎ内で変動したとき、それらがその格子１１，１２，
．．．もしくは１Ｎによって反射されるように選定されている。
【００４４】 ビームＰにおけるそれぞれ異なるＮ個の特定のすべての光の波長は、互いに異
なる周波数ω１，ω２，．．．ωＮによって時間的に変動し、その結果、特定の
波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎの各々は、別の周波数ω１，ω２，
．．．もしくはωＮによって個々に時間的に変えられる。
なる周波数ω１，ω２，．．．ωＮによって時間的に変動し、その結果、特定の
波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎの各々は、別の周波数ω１，ω２，
．．．もしくはωＮによって個々に時間的に変えられる。
【００４５】 図３には実例として、図１によるセンサ装置のための光ビーム源２の殊に有利
な実施形態が示されている。図３によればビーム源２は、連続的な帯域幅Δλ０
をもつ光ビームＰ０を発生する広帯域光源２２を有しており、この帯域幅内には
、ビーム源２によって発生すべきおよび個々に時間的に変化し得る特定の光の波
長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎが含まれている。しかも発生すべき特定の波長
λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎごとに、その特定の波長λ０１，λ０２
，．．．λ０Ｎを規定する格子固有のブラッグ波長をもつ個々に調整可能なブラ
ッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎが設けられている。光源２２の
広帯域のビームＰ０はそれらのブラッグ格子２２１，２２２，．．．２２Ｎのす
べてに同時に供給され、すべての格子２２１，２２２，．．．２２Ｎは格子固有
のそれらのブラッグ波長を反射し、それらを同時にビーム源２から発生すべき特
定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎとして送出する。
な実施形態が示されている。図３によればビーム源２は、連続的な帯域幅Δλ０
をもつ光ビームＰ０を発生する広帯域光源２２を有しており、この帯域幅内には
、ビーム源２によって発生すべきおよび個々に時間的に変化し得る特定の光の波
長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎが含まれている。しかも発生すべき特定の波長
λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎごとに、その特定の波長λ０１，λ０２
，．．．λ０Ｎを規定する格子固有のブラッグ波長をもつ個々に調整可能なブラ
ッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎが設けられている。光源２２の
広帯域のビームＰ０はそれらのブラッグ格子２２１，２２２，．．．２２Ｎのす
べてに同時に供給され、すべての格子２２１，２２２，．．．２２Ｎは格子固有
のそれらのブラッグ波長を反射し、それらを同時にビーム源２から発生すべき特
定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎとして送出する。
【００４６】 このような調整可能なブラッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎか
ら発せられた特定の光の波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎを、この格
子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎの調整により時間的に変動させること
ができる。
ら発せられた特定の光の波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎを、この格
子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎの調整により時間的に変動させること
ができる。
【００４７】 調整可能なブラッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎの各々はそれ
ぞれ１つの圧電アクチュエータ２３１，２３２，，，２３Ｎによって調整するこ
とができ、この圧電アクチュエータはそれぞれ１つの電気制御信号Ｕ１，Ｕ２，
．．．ＵＮたとえばそれぞれ１つの電圧信号によって制御することができる。制
御信号Ｕ１，Ｕ２，．．．もしくはＵＮが周波数ω１，ω２，．．．もしくはω
Ｎによって変動すると、その信号Ｕ１，Ｕ２，．．．もしくはＵＮに属する調整
可能なブラッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎにより発せられる特
定の光の波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎがその周波数ω１，ω２，
．．．もしくはωＮによって時間的に変動する。
ぞれ１つの圧電アクチュエータ２３１，２３２，，，２３Ｎによって調整するこ
とができ、この圧電アクチュエータはそれぞれ１つの電気制御信号Ｕ１，Ｕ２，
．．．ＵＮたとえばそれぞれ１つの電圧信号によって制御することができる。制
御信号Ｕ１，Ｕ２，．．．もしくはＵＮが周波数ω１，ω２，．．．もしくはω
Ｎによって変動すると、その信号Ｕ１，Ｕ２，．．．もしくはＵＮに属する調整
可能なブラッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎにより発せられる特
定の光の波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎがその周波数ω１，ω２，
．．．もしくはωＮによって時間的に変動する。
【００４８】 調整可能なブラッグ格子２２１，２２２，．．．もしくは２２Ｎから発せられ
広帯域光源２２の方向に反射して戻される特定の光の波長λ０１，λ０２，．．
．もしくはλ０Ｎを、この光源２２から発せられた供給されたビームＰ０のビー
ム路から光結合器２０１，２０２，．．．もしくは２０Ｎを用いて出力結合する
ことができ、これは有利には簡単な２×２結合器とすることができる。
広帯域光源２２の方向に反射して戻される特定の光の波長λ０１，λ０２，．．
．もしくはλ０Ｎを、この光源２２から発せられた供給されたビームＰ０のビー
ム路から光結合器２０１，２０２，．．．もしくは２０Ｎを用いて出力結合する
ことができ、これは有利には簡単な２×２結合器とすることができる。
【００４９】 たとえば各広帯域光源２２はそれぞれ１つの光ファイバ２２０に形成されてお
り、その光ファイバには広帯域光源２２から発せられたビームＰ０のビーム成分
が入力結合され、それはこの光ファイバ２２０を介してその格子２２１，２２２
，．．．もしくは２２Ｎへ供給され、その格子２２１，２２２，．．．もしくは
２２Ｎにより発せられた特定の波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎは、
そのファイバ２２０内に配置されている結合器２０１，２０２，．．．２０Ｎに
よってファイバ２２０から出力結合される。
り、その光ファイバには広帯域光源２２から発せられたビームＰ０のビーム成分
が入力結合され、それはこの光ファイバ２２０を介してその格子２２１，２２２
，．．．もしくは２２Ｎへ供給され、その格子２２１，２２２，．．．もしくは
２２Ｎにより発せられた特定の波長λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎは、
そのファイバ２２０内に配置されている結合器２０１，２０２，．．．２０Ｎに
よってファイバ２２０から出力結合される。
【００５０】 本発明によるセンサ装置のビーム源２の特別な構造に左右されることなく、そ
のビーム源２から発せられた時間的に変動する特定の波長λ０１，λ０２，．．
．λ０Ｎは各伝送路１に同時に入力結合され、これによってその経路１において
同時に伝送が行われる。
のビーム源２から発せられた時間的に変動する特定の波長λ０１，λ０２，．．
．λ０Ｎは各伝送路１に同時に入力結合され、これによってその経路１において
同時に伝送が行われる。
【００５１】 たとえば、図１に示されているようにＭ＞１個の伝送路１が設けられている場
合、入力結合は光パワースプリッタ２０により行われ、これはビーム源２の構成
部とみなすことができ、それに対してビームＰが供給され、そのビームＰをＭ個
のビーム成分Ｐ１，Ｐ２，．．．ＰＭに分割する。各ビーム成分Ｐ１，Ｐ２，．
．．もしくはＰＭには、個々に時間的に変動するすべての特定の波長λ０１，λ
０２，．．．λ０Ｎがそれぞれ同時に含まれており、Ｍ個の伝送路１のうちのそ
れぞれ１つにそしてそれだけに入力結合される。たとえばビームＰは、それぞれ
強度Ｉ／ＭをもつＭ個の等しいビーム成分Ｐ１，Ｐ２，．．．ＰＭに分解される
。
合、入力結合は光パワースプリッタ２０により行われ、これはビーム源２の構成
部とみなすことができ、それに対してビームＰが供給され、そのビームＰをＭ個
のビーム成分Ｐ１，Ｐ２，．．．ＰＭに分割する。各ビーム成分Ｐ１，Ｐ２，．
．．もしくはＰＭには、個々に時間的に変動するすべての特定の波長λ０１，λ
０２，．．．λ０Ｎがそれぞれ同時に含まれており、Ｍ個の伝送路１のうちのそ
れぞれ１つにそしてそれだけに入力結合される。たとえばビームＰは、それぞれ
強度Ｉ／ＭをもつＭ個の等しいビーム成分Ｐ１，Ｐ２，．．．ＰＭに分解される
。
【００５２】 伝送路１のブラッグ格子１１，１２，．．．１Ｎから反射した格子固有のブラ
ッグ波長λ１，λ，．．．λＮは、この経路１においてビーム源２の方向へ戻さ
れて、この経路１に配置されている光結合器１０に投射し、この経路１からそれ
らの波長λ１，λ，．．．λＮが出力結合され、それらの波長λ１，λ２，．．
．λＮは実質的に同時に受光装置３の光入射側３０へ供給され、それらの波長λ
１，λ２，．．．λＮすべてが検出される。光結合器１０は、たとえば簡単なや
り方によれば２×２結合器によって実現することができる。
ッグ波長λ１，λ，．．．λＮは、この経路１においてビーム源２の方向へ戻さ
れて、この経路１に配置されている光結合器１０に投射し、この経路１からそれ
らの波長λ１，λ，．．．λＮが出力結合され、それらの波長λ１，λ２，．．
．λＮは実質的に同時に受光装置３の光入射側３０へ供給され、それらの波長λ
１，λ２，．．．λＮすべてが検出される。光結合器１０は、たとえば簡単なや
り方によれば２×２結合器によって実現することができる。
【００５３】 複数の伝送路１が設けられている場合、これらの経路１の各々にそれぞれ１つ
の光結合器１０が配置されており、この光結合器にそれぞれ受光装置３の光入射
側３０が対応づけられており、それらの光入射側３０へその経路１で反射しその
結合器１０から出力結合された格子固有のブラッグ波長λ１，λ２，．．．λＮ
が実質的に同時に供給される。
の光結合器１０が配置されており、この光結合器にそれぞれ受光装置３の光入射
側３０が対応づけられており、それらの光入射側３０へその経路１で反射しその
結合器１０から出力結合された格子固有のブラッグ波長λ１，λ２，．．．λＮ
が実質的に同時に供給される。
【００５４】 複数の伝送路１が設けられている場合、伝送路１におけるブラッグ格子１１，
１２，．．．１Ｎの個数Ｎは、別の伝送路１では異なるように、または等しくす
ることができる。同様に格子固有のブラッグ波長λ１，λ２，．．．λＮは別の
伝送路に対して異なるように、または等しくなるようにすることができる。
１２，．．．１Ｎの個数Ｎは、別の伝送路１では異なるように、または等しくす
ることができる。同様に格子固有のブラッグ波長λ１，λ２，．．．λＮは別の
伝送路に対して異なるように、または等しくなるようにすることができる。
【００５５】 受光装置３は、各光結合器３０から実質的に同時に受光された格子固有のブラ
ッグ波長λ１，λ２，．．．λがその受光装置によって検出されるように構成さ
れており、それらの波長は該当する伝送路１を介して時間的に変動するすべての
特定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎが同時に伝送されたときに、その経路
１のブラッグ格子１１，１２，．．．１Ｎにより実質的に同時に反射される。
ッグ波長λ１，λ２，．．．λがその受光装置によって検出されるように構成さ
れており、それらの波長は該当する伝送路１を介して時間的に変動するすべての
特定の波長λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎが同時に伝送されたときに、その経路
１のブラッグ格子１１，１２，．．．１Ｎにより実質的に同時に反射される。
【００５６】 この目的で受光装置３は、反射した格子固有のブラッグ波長λ１，λ２，．．
．λＮが周波数に従い分離されるようにした装置３１を有しており、それらの各
々はそれぞれ１つの別の周波数ω１，ω２，．．．もしくはωＮにより発生し、
それらの周波数ω１，ω２，．．．もしくはωＮによって一義的に符号化されて
いる。このように符号化された波長λ１，λ２，．．．λＮを周波数に従い分離
する動作は、慣用の手段たとえば周波数フィルタによって行うことができる。
．λＮが周波数に従い分離されるようにした装置３１を有しており、それらの各
々はそれぞれ１つの別の周波数ω１，ω２，．．．もしくはωＮにより発生し、
それらの周波数ω１，ω２，．．．もしくはωＮによって一義的に符号化されて
いる。このように符号化された波長λ１，λ２，．．．λＮを周波数に従い分離
する動作は、慣用の手段たとえば周波数フィルタによって行うことができる。
【００５７】 分離され符号化された波長λ１，λ２，．．．λＮの各々を慣用のやり方で個
々に位相検出することができ、それにより所定の物理量Ｘの値をブラッグ格子の
位置で検出することができ、それらのブラッグ格子には符号化された波長が割り
当てられている。所定の物理量Ｘのこの値をその大きさＸの一定の基準値と比較
することにより、この格子の位置においてこの大きさＸの変化ΔＸを検出するこ
とができる。個々の位相検出のための装置をたとえばＮチャネル位相検出器とす
ることができ、これはたとえば装置３１の構成部分であり、そこにおいてやはり
周波数に従い符号化された波長λ１，λ２，．．．λＮが分離される。
々に位相検出することができ、それにより所定の物理量Ｘの値をブラッグ格子の
位置で検出することができ、それらのブラッグ格子には符号化された波長が割り
当てられている。所定の物理量Ｘのこの値をその大きさＸの一定の基準値と比較
することにより、この格子の位置においてこの大きさＸの変化ΔＸを検出するこ
とができる。個々の位相検出のための装置をたとえばＮチャネル位相検出器とす
ることができ、これはたとえば装置３１の構成部分であり、そこにおいてやはり
周波数に従い符号化された波長λ１，λ２，．．．λＮが分離される。
【００５８】 基準値を検出するために、光ビーム源２または格子固有の種々のブラッグ波長
の２つまたは複数のブラッグ格子をもつ光伝送路たとえば図１のＭ個の伝送路の
うちの１つまたは複数の制御信号を用いることができる。
の２つまたは複数のブラッグ格子をもつ光伝送路たとえば図１のＭ個の伝送路の
うちの１つまたは複数の制御信号を用いることができる。
【００５９】 光ビーム源２の基準値を検出するための制御信号をたとえばＮチャネル位相基
準信号３００とすることができ、これはたとえば装置３１内のＮチャネル位相検
出器から送出され、たとえば光ビーム源２を制御するための制御装置２１へ供給
される。
準信号３００とすることができ、これはたとえば装置３１内のＮチャネル位相検
出器から送出され、たとえば光ビーム源２を制御するための制御装置２１へ供給
される。
【００６０】 温度測定用のセンサ装置の適用にあたり、基準値を検出するために用いられる
ブラッグ格子を備えた光伝送路を、ビーム源において温度平衡状態におくことが
できる。引っ張り応力測定または膨張測定にあたりたとえばセンサ装置のブラッ
グ格子を有する光伝送路ごとにそれぞれこの経路に平行なブラッグ格子を備えた
光伝送路を設けることができ、これは基準値を定めるために用いられ、機械的に
は酷使されない。これによって膨張および温度ならびに膨張により生じる格子固
有のブラッグ波長の変位の分離が実現される。
ブラッグ格子を備えた光伝送路を、ビーム源において温度平衡状態におくことが
できる。引っ張り応力測定または膨張測定にあたりたとえばセンサ装置のブラッ
グ格子を有する光伝送路ごとにそれぞれこの経路に平行なブラッグ格子を備えた
光伝送路を設けることができ、これは基準値を定めるために用いられ、機械的に
は酷使されない。これによって膨張および温度ならびに膨張により生じる格子固
有のブラッグ波長の変位の分離が実現される。
【００６１】 光入射側３０の各々は有利には、互いに異なる周波数ω１，ω２，．．．ωＮ
で生じる反射した格子固有のすべてのブラッグ波長λ１，λ２，．．．λＮを有
する帯域幅をもつ広帯域の入射側とすることができる。このような広帯域の入射
側３０を、ホト検出器たとえばホトダイオードによって構成することができる。
で生じる反射した格子固有のすべてのブラッグ波長λ１，λ２，．．．λＮを有
する帯域幅をもつ広帯域の入射側とすることができる。このような広帯域の入射
側３０を、ホト検出器たとえばホトダイオードによって構成することができる。
【図１】 本発明による装置の実施例の概略ブロック図である。
【図２】 図１の実施例の光ビーム源によって形成される光ビームの波長スペクトルを示
す線図である。
す線図である。
【図３】 本発明による装置における光ビーム源の実施例の概略ブロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F056 VF07 VF09 VF12 VF16 2G086 DD05 2H038 AA01 BA25 2H049 AA02 AA50 AA55 AA62 AA66
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも１つの所定の物理量（Ｘ）を走査するブラッグ格
子センサ装置において、 光ビーム（Ｐ）を伝送するための少なくとも１つの光伝送路（１）が設けられ
ており、 伝送路（１）内に相前後して配置されていて互いに異なる格子固有のブラッグ
波長（λ１，λ２，．．．，もしくはλＮ）をもつ少なくとも２つの光学ブラッ
グ格子（１１，１２，．．．１Ｎ）が設けられており、 各格子（１１，１２，．．．もしくは１Ｎ）における格子固有のブラッグ波長
（λ１，λ２，．．．もしくはλＮ）は、該格子（１１，１２，．．．もしくは
１Ｎ）に作用する物理量（Ｘ）の変化（ΔＸ）に依存して変動し、該波長が、伝
送路（１）を介して伝送されるビーム（Ｐ）中に含まれていれば、該格子（１１
，１２，．．．もしく１Ｎ）によってのみ反射され、 光ビーム（Ｐ）を発生する光ビーム源（２）が設けられており、該光ビーム源
は、各ブラッグ格子（１１，１２，．．．もしくは１Ｎ）に対して、該格子（１
１，１２，．．．もしくは１Ｎ）だけに割り当てられたそれぞれ１つの所定の光
の波長（λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎ）を有しており、該波長は、少
なくとも前記格子（１１，１２，．．．もしくは１Ｎ）における格子固有のブラ
ッグ波長（λ１，λ，．．．λＮ）の近くに位置しておりかつ該格子（１１，１
２，．．．もしくは１Ｎ）だけに割り当てられた波長領域（Δλ０１，Δλ０２
，．．．もしくはΔλ０Ｎ）内で個々に時間的に変動しており、これら時間的に
変動するすべての所定の波長（Δλ０１，Δλ０２，．．．もしくはΔλ０Ｎ）
が前記伝送路（１）に同時に入力結合され、該伝送路（１）を介して同時に伝送
が行われ、 すべてのブラッグ波長（λ１，λ２，．．．λＮ）の受光および検出のために
受光装置（３）が設けられており、該波長は時間的に変動するすべての所定の波
長（λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ）を伝送路（１）を介して同時に伝送すると
きにブラッグ格子（１１，１２，．．．１Ｎ）によって実質的に同時に反射され
ることを特徴とする、 ブラッグ格子センサ装置。 - 【請求項２】 前記光ビーム源（２）には、連続的な帯域幅（Δλ０）をも
つ光ビーム（Ｐ０）を発生するための広帯域の光源（２２）が設けられており、
該帯域幅内に、ビーム源（２）により発生すべきおよび個々に時間的に変動すべ
きすべての所定の光の波長（λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ）が含まれており、
さらに、発生すべき所定の波長（λ０１，λ０２，．．．もしくはλ０Ｎ）ごと
に、該所定の波長（λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ）を規定する格子固有のブラ
ッグ波長をもつそれぞれ１つの固有に調整可能なブラッグ格子（２２１，２２２
，．．．もしくは２２Ｎ）が設けられており、 前記広帯域幅のビーム（Ｐ０）は前記のすべてのブラッグ格子（２２１，２２
２，．．．２２Ｎ）に同時に供給され、該格子（２２１，２２２，．．．２２Ｎ
）のすべては格子固有のそれらのブラッグ波長を反射し、前記ビーム源（２）か
ら発生すべき所定の波長（λ０１，λ０２，．．．λ０Ｎ）として実質的に同時
に送出される、 請求項１記載のセンサ装置。 - 【請求項３】 互いに異なる少なくとも２つの所定の光の波長（λ０１，λ
０２，．．．λ０Ｎ）は、ビーム源（２）から発せられ少なくとも１つの光伝送
路（１）に入力結合すべき光ビーム（Ｐ）にて、互いに異なる周波数（ω１，ω
２，．．．ωＮ）で時間的に変動している、請求項１または２記載のセンサ装置
。 - 【請求項４】 前記受光装置（３）は、互いに異なる周波数（ω１，ω２，
．．．ωＮ）で生じる反射した格子固有のブラッグ波長（λ１，λ２，．．．λ
Ｎ）を有する帯域幅をもつ広帯域の光入射側（３０）と、反射したこれらの格子
固有のブラッグ波長（λ１，λ２，．．．λＮ）を周波数に応じて分離する装置
（３１）を有する、請求項３記載のセンサ装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19859994 | 1998-12-23 | ||
| DE19859994.3 | 1998-12-23 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2002533708A true JP2002533708A (ja) | 2002-10-08 |
Family
ID=7892626
Family Applications (1)
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| JP2000591385A Withdrawn JP2002533708A (ja) | 1998-12-23 | 1999-12-09 | 物理量を走査するブラッグ格子センサ装置 |
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| PL (1) | PL349373A1 (ja) |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012202692A (ja) * | 2011-03-23 | 2012-10-22 | Tokyo Electron Ltd | 温度測定装置及び温度測定方法 |
| WO2013073524A1 (ja) * | 2011-11-15 | 2013-05-23 | オリンパス株式会社 | 光学式センサ |
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|---|---|---|---|---|
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| US5757487A (en) * | 1997-01-30 | 1998-05-26 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Methods and apparatus for distributed optical fiber sensing of strain or multiple parameters |
| US5818585A (en) * | 1997-02-28 | 1998-10-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Fiber Bragg grating interrogation system with adaptive calibration |
-
1999
- 1999-12-09 CN CN99816341A patent/CN1335931A/zh active Pending
- 1999-12-09 JP JP2000591385A patent/JP2002533708A/ja not_active Withdrawn
- 1999-12-09 WO PCT/DE1999/003937 patent/WO2000039531A1/de not_active Application Discontinuation
- 1999-12-09 KR KR1020017008077A patent/KR20020000759A/ko not_active Application Discontinuation
- 1999-12-09 EP EP99967876A patent/EP1141663A1/de not_active Withdrawn
- 1999-12-09 PL PL99349373A patent/PL349373A1/xx unknown
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|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070306 |