JP2003270041A - 高速波長検出装置 - Google Patents
高速波長検出装置Info
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- JP2003270041A JP2003270041A JP2002073569A JP2002073569A JP2003270041A JP 2003270041 A JP2003270041 A JP 2003270041A JP 2002073569 A JP2002073569 A JP 2002073569A JP 2002073569 A JP2002073569 A JP 2002073569A JP 2003270041 A JP2003270041 A JP 2003270041A
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- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】複数の伝搬光の波長を高速でしかも高精度で測
定することができる高速波長検出装置を提供すること。
特に１本の光ファイバに形成された複数のＦＢＧセンサ
の反射光を測定することができる高速波長検出装置を提
供すること。 【解決手段】所定の媒質を伝搬する複数の伝搬光の波長
および波長変化量を検出する高速波長検出装置におい
て、前記複数の伝搬光を各々の伝搬光の波長を中心とす
る波長帯域ごとに分波する波長分波器によって分岐さ
せ、さらに各波長帯域ごとに分岐された各々の伝搬光
を、それぞれ波長変化によって出力パワーが変化する分
波フィルタによって分岐させる。前記分波フィルタは平
面光導波路であり、その複数個が同一基板上に形成され
ているのが好ましく、また、前記分波フィルタの前段に
は偏光子が挿入されているのが好ましい。
定することができる高速波長検出装置を提供すること。
特に１本の光ファイバに形成された複数のＦＢＧセンサ
の反射光を測定することができる高速波長検出装置を提
供すること。 【解決手段】所定の媒質を伝搬する複数の伝搬光の波長
および波長変化量を検出する高速波長検出装置におい
て、前記複数の伝搬光を各々の伝搬光の波長を中心とす
る波長帯域ごとに分波する波長分波器によって分岐さ
せ、さらに各波長帯域ごとに分岐された各々の伝搬光
を、それぞれ波長変化によって出力パワーが変化する分
波フィルタによって分岐させる。前記分波フィルタは平
面光導波路であり、その複数個が同一基板上に形成され
ているのが好ましく、また、前記分波フィルタの前段に
は偏光子が挿入されているのが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歪み量、特に振動
や衝撃など短時間に急激に変化する歪み量を検出する高
速波長検出装置に係り、特にファイバブラッググレーテ
ィング（以下、「ＦＢＧ」という）を用いて歪み量を検
出する高速波長検出装置に関するものである。
や衝撃など短時間に急激に変化する歪み量を検出する高
速波長検出装置に係り、特にファイバブラッググレーテ
ィング（以下、「ＦＢＧ」という）を用いて歪み量を検
出する高速波長検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、災害防止あるいは構造物の劣化診
断や保守管理を目的として、地盤の変動や構造物の変
位、歪み、あるいは振動などをリアルタイムで監視する
いわゆるヘルスモニタリングシステムの研究開発が活発
に進められている。光ファイバを用いたセンサは、電磁
誘導の障害を受けることがなく、小型、軽量で柔軟性に
優れた設置が可能なことから、これらの監視システムに
積極的な適用が検討されている。特にＦＢＧを用いた光
センサは、ＦＢＧに加わる歪みを反射戻り光の波長変化
に変換して計測するもので、高感度でシステム構成が容
易であるため様々な分野で注目されている。
断や保守管理を目的として、地盤の変動や構造物の変
位、歪み、あるいは振動などをリアルタイムで監視する
いわゆるヘルスモニタリングシステムの研究開発が活発
に進められている。光ファイバを用いたセンサは、電磁
誘導の障害を受けることがなく、小型、軽量で柔軟性に
優れた設置が可能なことから、これらの監視システムに
積極的な適用が検討されている。特にＦＢＧを用いた光
センサは、ＦＢＧに加わる歪みを反射戻り光の波長変化
に変換して計測するもので、高感度でシステム構成が容
易であるため様々な分野で注目されている。
【０００３】ＦＢＧとは、光ファイバのコア中に周期的
な屈折率の変化を持たせたもので、屈折率変化の周期に
対応した波長の光がブラッグ回折により後方へ反射され
る。ＦＢＧの反射波長(ブラッグ波長)λBは、 ［数１］ λB＝２ｎΛ で表される。ここでｎは導波光に対する実効屈折率、Λ
はグレーティングの周期である。ＦＢＧの反射波長は外
部より印加される歪みと温度によって ［数２］ ΔλB／λB＝（１−Ｐe）・ε＋ξ・ΔＴ と変化する。ここでΔλBは反射波長変化、Ｐeは実効光
弾性係数、εは印加歪み、ξは温度係数、ΔＴは温度変
化である。波長１．５μm帯におけるブラッグ波長の歪
みに対する変化量は約１．２pm・με、温度に対する変
化量は約１０pm／℃である。
な屈折率の変化を持たせたもので、屈折率変化の周期に
対応した波長の光がブラッグ回折により後方へ反射され
る。ＦＢＧの反射波長(ブラッグ波長)λBは、 ［数１］ λB＝２ｎΛ で表される。ここでｎは導波光に対する実効屈折率、Λ
はグレーティングの周期である。ＦＢＧの反射波長は外
部より印加される歪みと温度によって ［数２］ ΔλB／λB＝（１−Ｐe）・ε＋ξ・ΔＴ と変化する。ここでΔλBは反射波長変化、Ｐeは実効光
弾性係数、εは印加歪み、ξは温度係数、ΔＴは温度変
化である。波長１．５μm帯におけるブラッグ波長の歪
みに対する変化量は約１．２pm・με、温度に対する変
化量は約１０pm／℃である。
【０００４】このようにＦＢＧは反射戻り光の波長変化
から、歪みや温度を高感度で測定することが可能なため
ヘルスモニタリング用の光センサとして有用で注目され
ている。
から、歪みや温度を高感度で測定することが可能なため
ヘルスモニタリング用の光センサとして有用で注目され
ている。
【０００５】歪みや温度に対するＦＢＧの反射波長を測
定するには、図４（a）及び（ｂ）に示すようなバルク
型の回折格子やファブリペロー型の可変フィルタを用
い、波長を掃引してＦＢＧからの反射波長を検出する装
置が用いられる。しかし波長を掃引するためには、モー
タやピエゾ素子により機械的に回折格子あるいはファブ
リペロー共振器を可動させるので、高速サンプリング測
定には限界がある。特に地盤の振動(地震)や建物、橋、
パイプラインなどの構造物の振動を検知したり、構造物
内に衝撃波を発生させてその振動波形から内部欠陥を検
出するようなシステムにおいては、さらに高速な波長検
出装置が求められる。
定するには、図４（a）及び（ｂ）に示すようなバルク
型の回折格子やファブリペロー型の可変フィルタを用
い、波長を掃引してＦＢＧからの反射波長を検出する装
置が用いられる。しかし波長を掃引するためには、モー
タやピエゾ素子により機械的に回折格子あるいはファブ
リペロー共振器を可動させるので、高速サンプリング測
定には限界がある。特に地盤の振動(地震)や建物、橋、
パイプラインなどの構造物の振動を検知したり、構造物
内に衝撃波を発生させてその振動波形から内部欠陥を検
出するようなシステムにおいては、さらに高速な波長検
出装置が求められる。
【０００６】このような高速波長検出を実現するために
図５に示すような光学系が考案されている。
図５に示すような光学系が考案されている。
【０００７】図５において広帯域光源５１からの入射光
は、波長無依存の３dB分岐カプラ５２を介してＦＢＧセ
ンサ５３に入射する。ＦＢＧセンサ５３によってグレー
ティングのブラッグ波長に一致する波長の光が反射さ
れ、再び３dB分岐カプラ５２に戻り入射ポートとは別ポ
ートから検出器側の光回路に伝搬する。検出器側の光回
路には別の波長無依存３dB分岐カプラ５４によって出力
光が等分に分岐される。３dB分岐カプラ５４の２つの出
力ポートのうち、一方には波長によって損失が変化する
光学素子５５、他方は波長によって損失変動を受けない
単なる伝送路５６が接続される。このような素子は、グ
レーティング周期が長手方向に対して変化するチャープ
グレーティングに用いることによって容易に実現され
る。一例として波長に対して透過率が直線的に変化する
チャープグレーティングの波長−透過率特性を図６に示
す。ＦＢＧセンサ５３のグレーティング波長は、図６に
示した波長によって損失が変化する光学素子５５におい
て、波長に対して透過率が直線的に変化する波長帯域内
に設定される。２つに分岐された出力光のうち、一方の
みの光出力が波長によって変化し、他方は光出力が変化
せず受光素子５７と５８によってそれぞれ受光される。
この各々の受光パワーの強度比を求め、コンピュータ５
９によってＦＢＧセンサ５３による反射光の波長に換算
することができる。例えば図６に示すように外部より歪
みが加わらないときのＦＢＧセンサ５３の反射波長を光
学素子５５の波長に対して透過率が直線的に変化する波
長帯域の中心付近（例えば図６においては１５４８ｎm
付近）になるように設定し、透過率が直線的に変化する
波長帯域を８ｎmとすれば、±４，０００μεのダイナ
ミックレンジを持つ歪み計測装置が構成される。
は、波長無依存の３dB分岐カプラ５２を介してＦＢＧセ
ンサ５３に入射する。ＦＢＧセンサ５３によってグレー
ティングのブラッグ波長に一致する波長の光が反射さ
れ、再び３dB分岐カプラ５２に戻り入射ポートとは別ポ
ートから検出器側の光回路に伝搬する。検出器側の光回
路には別の波長無依存３dB分岐カプラ５４によって出力
光が等分に分岐される。３dB分岐カプラ５４の２つの出
力ポートのうち、一方には波長によって損失が変化する
光学素子５５、他方は波長によって損失変動を受けない
単なる伝送路５６が接続される。このような素子は、グ
レーティング周期が長手方向に対して変化するチャープ
グレーティングに用いることによって容易に実現され
る。一例として波長に対して透過率が直線的に変化する
チャープグレーティングの波長−透過率特性を図６に示
す。ＦＢＧセンサ５３のグレーティング波長は、図６に
示した波長によって損失が変化する光学素子５５におい
て、波長に対して透過率が直線的に変化する波長帯域内
に設定される。２つに分岐された出力光のうち、一方の
みの光出力が波長によって変化し、他方は光出力が変化
せず受光素子５７と５８によってそれぞれ受光される。
この各々の受光パワーの強度比を求め、コンピュータ５
９によってＦＢＧセンサ５３による反射光の波長に換算
することができる。例えば図６に示すように外部より歪
みが加わらないときのＦＢＧセンサ５３の反射波長を光
学素子５５の波長に対して透過率が直線的に変化する波
長帯域の中心付近（例えば図６においては１５４８ｎm
付近）になるように設定し、透過率が直線的に変化する
波長帯域を８ｎmとすれば、±４，０００μεのダイナ
ミックレンジを持つ歪み計測装置が構成される。
【０００８】以上述べたような波長検出のための光学系
は、波長変化を光のパワーの比に変換しアナログ出力が
可能なので容易に高速サンプリングが可能である。
は、波長変化を光のパワーの比に変換しアナログ出力が
可能なので容易に高速サンプリングが可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
波長検出装置においては、光ファイバには一つのＦＢＧ
センサしか設置できない。複数の光ファイバを用いた計
測装置では、構成が煩雑になるだけでなく、安価な装置
を提供することは困難である。通常、歪みや温度を検出
するには、一本の光ファイバにできるだけ多くのＦＢＧ
センサを設置することが望まれる。
波長検出装置においては、光ファイバには一つのＦＢＧ
センサしか設置できない。複数の光ファイバを用いた計
測装置では、構成が煩雑になるだけでなく、安価な装置
を提供することは困難である。通常、歪みや温度を検出
するには、一本の光ファイバにできるだけ多くのＦＢＧ
センサを設置することが望まれる。
【００１０】また、周囲の温度変化や機械的な振動、伝
搬する光の偏光状態の変化などによって、受光素子によ
って受光されるそれぞれの光路を伝搬してくる光パワー
の変動が無視できない。
搬する光の偏光状態の変化などによって、受光素子によ
って受光されるそれぞれの光路を伝搬してくる光パワー
の変動が無視できない。
【００１１】図５に示した波長検出器では、３dB分岐カ
プラ５４の分岐比が温度や波長によってわずかに変動
し、出力光が等分に分岐されず、受光素子５７と５８に
よって受光される受光パワーに変動が見られる。波長検
出は、この２つの受光パワーの強度比を求めることによ
って得られるので、正確な波長検出、すなわち歪み量を
求めることは困難である。さらに図５に示した光回路系
では、３dB分岐カプラ５４において分岐された光は、一
方は波長によって損失が変化する光学素子５５を通り、
もう一方は単なる伝送路５６をそのまま伝搬するが、２
つの光路は空間的に分離されているため、２つの光路間
における温度差や、外乱など不均等な損失変動を受けや
すい。これは直接波長検出の確度に影響を与える。
プラ５４の分岐比が温度や波長によってわずかに変動
し、出力光が等分に分岐されず、受光素子５７と５８に
よって受光される受光パワーに変動が見られる。波長検
出は、この２つの受光パワーの強度比を求めることによ
って得られるので、正確な波長検出、すなわち歪み量を
求めることは困難である。さらに図５に示した光回路系
では、３dB分岐カプラ５４において分岐された光は、一
方は波長によって損失が変化する光学素子５５を通り、
もう一方は単なる伝送路５６をそのまま伝搬するが、２
つの光路は空間的に分離されているため、２つの光路間
における温度差や、外乱など不均等な損失変動を受けや
すい。これは直接波長検出の確度に影響を与える。
【００１２】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、所定の媒質を伝搬する伝搬光の波長を検出す
る高速波長検出装置、特に歪みや温度をモニタする複数
のＦＢＧセンサからの反射光波長を、高速でしかも高精
度で検出する安価な計測装置を提供することを目的とし
ている。
のであり、所定の媒質を伝搬する伝搬光の波長を検出す
る高速波長検出装置、特に歪みや温度をモニタする複数
のＦＢＧセンサからの反射光波長を、高速でしかも高精
度で検出する安価な計測装置を提供することを目的とし
ている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本発明は、所定の媒質を伝搬する複数の伝搬
光の波長および波長変化量を検出する高速波長検出装置
において、前記複数の伝搬光は各々の伝搬光の波長を中
心とする波長帯域ごとに分波する波長分波器によって分
岐され、さらに各波長帯域ごとに分岐された各々の伝搬
光は、それぞれ波長変化によって出力パワーが変化する
分波フィルタによって分岐されることを特徴とするもの
である。
になされた本発明は、所定の媒質を伝搬する複数の伝搬
光の波長および波長変化量を検出する高速波長検出装置
において、前記複数の伝搬光は各々の伝搬光の波長を中
心とする波長帯域ごとに分波する波長分波器によって分
岐され、さらに各波長帯域ごとに分岐された各々の伝搬
光は、それぞれ波長変化によって出力パワーが変化する
分波フィルタによって分岐されることを特徴とするもの
である。
【００１４】前記伝搬光の波長を時系列的に検出し、そ
れらの波長の値の差から波長変化量を求める手段を有し
ていても良い。
れらの波長の値の差から波長変化量を求める手段を有し
ていても良い。
【００１５】前記分波フィルタは２つのＭＭＩ(マルチ
モード干渉)型の３dBカプラの２本の光導波路からなる
１入力２出力のマッハツェンダ型光回路よりなっていて
も良い。
モード干渉)型の３dBカプラの２本の光導波路からなる
１入力２出力のマッハツェンダ型光回路よりなっていて
も良い。
【００１６】また、前記分波フィルタが平面光導波路で
あり、その複数個が同一基板上に形成されているのが好
ましい。
あり、その複数個が同一基板上に形成されているのが好
ましい。
【００１７】また、前記分波フィルタの前段には偏光子
が挿入されているのが好ましい。
が挿入されているのが好ましい。
【００１８】また、前記伝搬光は、光ファイバ中に形成
されたＦＢＧの反射光であり、ＦＢＧによる反射光が、
前記分波フィルタにおいて分岐される各々の出力パワー
が略等しくなる波長付近を中心として変化するのが好ま
しい。
されたＦＢＧの反射光であり、ＦＢＧによる反射光が、
前記分波フィルタにおいて分岐される各々の出力パワー
が略等しくなる波長付近を中心として変化するのが好ま
しい。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、光ファイバ中に形成された
ＦＢＧの反射光の波長を測定する場合の実施例について
図１を用いて説明する。
ＦＢＧの反射光の波長を測定する場合の実施例について
図１を用いて説明する。
【００２０】図１において広帯域光源１１からの入射光
は、光サーキュレータ１２を介して複数のＦＢＧセンサ
１３、１４、１５、１６方向に伝搬する。ＦＢＧセンサ
１３、１４、１５、１６はそれぞれブラッグ波長が異な
るグレーティングが形成されており、それぞれのブラッ
グ波長を近傍として、温度あるいは歪みによって反射波
長が変化する。それぞれのＦＢＧセンサ１３、１４、１
５、１６によって反射された反射光は、再び光サーキュ
レータ１２に戻り入射ポートとは別ポートから検出器側
の光回路に伝搬する。図１の実施例では、３dBカプラの
代わりに光サーキュレータを用いたが、図５に示すよう
に、３dBカプラを用いてもよい。但し、この場合は往復
６dBの損失を受けることになる。検出器側においてＦＢ
Ｇセンサからの反射光は、波長分波器１７によって各々
のＦＢＧからの反射光波長をほぼ中心とする波長帯域ご
とに分岐される。分岐された各々の反射光は、それぞれ
波長変化によって分岐される出力パワーが変化する分波
フィルタ１８によって分岐される。本実施例では、この
分波フィルタは２つのＭＭＩ(マルチモード干渉)型３dB
カプラと２本の光導波路からなる１入力、２出力のマッ
ハツェンダ型光回路よりなるものを用いた。ＭＭＩ(マ
ルチモード干渉)型の３dBカプラは方向性器型３dBカプ
ラと比較して、損失は若干大きいものの結合率の波長依
存性が小さい。そのため本発明の目的に適用する場合、
ＦＢＧの反射波長がある範囲で変化したとしても安定し
た分波フィルタを構成することができる。
は、光サーキュレータ１２を介して複数のＦＢＧセンサ
１３、１４、１５、１６方向に伝搬する。ＦＢＧセンサ
１３、１４、１５、１６はそれぞれブラッグ波長が異な
るグレーティングが形成されており、それぞれのブラッ
グ波長を近傍として、温度あるいは歪みによって反射波
長が変化する。それぞれのＦＢＧセンサ１３、１４、１
５、１６によって反射された反射光は、再び光サーキュ
レータ１２に戻り入射ポートとは別ポートから検出器側
の光回路に伝搬する。図１の実施例では、３dBカプラの
代わりに光サーキュレータを用いたが、図５に示すよう
に、３dBカプラを用いてもよい。但し、この場合は往復
６dBの損失を受けることになる。検出器側においてＦＢ
Ｇセンサからの反射光は、波長分波器１７によって各々
のＦＢＧからの反射光波長をほぼ中心とする波長帯域ご
とに分岐される。分岐された各々の反射光は、それぞれ
波長変化によって分岐される出力パワーが変化する分波
フィルタ１８によって分岐される。本実施例では、この
分波フィルタは２つのＭＭＩ(マルチモード干渉)型３dB
カプラと２本の光導波路からなる１入力、２出力のマッ
ハツェンダ型光回路よりなるものを用いた。ＭＭＩ(マ
ルチモード干渉)型の３dBカプラは方向性器型３dBカプ
ラと比較して、損失は若干大きいものの結合率の波長依
存性が小さい。そのため本発明の目的に適用する場合、
ＦＢＧの反射波長がある範囲で変化したとしても安定し
た分波フィルタを構成することができる。
【００２１】この分波カプラは図５に示すような空間的
に光路が分離され、一方の光路のみの損失が変化する光
学系と異なり、ＦＢＧセンサからの反射光の波長変動に
よって一方の光路の光出力Ｐ１が増加するときには、他
方の光路の光出力Ｐ２が減少するので、より高感度の波
長検出が可能である。
に光路が分離され、一方の光路のみの損失が変化する光
学系と異なり、ＦＢＧセンサからの反射光の波長変動に
よって一方の光路の光出力Ｐ１が増加するときには、他
方の光路の光出力Ｐ２が減少するので、より高感度の波
長検出が可能である。
【００２２】尚、反射波長を時系列的に検出すれば、そ
れらの波長の値の差から波長変化量を求めることができ
る。
れらの波長の値の差から波長変化量を求めることができ
る。
【００２３】さらに複数の分波フィルタは全て同一であ
り平面光導波路により同一基板上に一括して形成した。
入出力端に接続される光ファイバも導波路間隔を均等に
設定すれば一括接続も容易である。個々の分波フィルタ
は融着延伸による光ファイバ型によっても形成できる
が、基板上に形成した平面光導波路は集積化、特性の均
一性という点で優れている。すなわち、小型、低価格化
を実現するだけでなく、一つの小さなチップ内に形成さ
れるので、各々の分波フィルタ間、あるいは光路間の温
度差や振動などの影響による不均一な損失変動を受けに
くくなり、より検出精度を向上させることができる。
り平面光導波路により同一基板上に一括して形成した。
入出力端に接続される光ファイバも導波路間隔を均等に
設定すれば一括接続も容易である。個々の分波フィルタ
は融着延伸による光ファイバ型によっても形成できる
が、基板上に形成した平面光導波路は集積化、特性の均
一性という点で優れている。すなわち、小型、低価格化
を実現するだけでなく、一つの小さなチップ内に形成さ
れるので、各々の分波フィルタ間、あるいは光路間の温
度差や振動などの影響による不均一な損失変動を受けに
くくなり、より検出精度を向上させることができる。
【００２４】図２には、各々のＦＢＧの反射波長をほぼ
中心とする波長帯域ごとに分波する波長分波器の各分岐
ごとの損失−波長特性、および波長変化によって分岐さ
れた出力パワーが変化する分波フィルタの損失−波長特
性を示す。
中心とする波長帯域ごとに分波する波長分波器の各分岐
ごとの損失−波長特性、および波長変化によって分岐さ
れた出力パワーが変化する分波フィルタの損失−波長特
性を示す。
【００２５】また、図３は、波長変化を出力パワーの変
化に変換する分波フィルタにおいて、検出される２つの
出力をＰ１及びＰ２とし波長に対する（Ｐ１−Ｐ２）／
（Ｐ１＋Ｐ２）を示したものである。この値を受光素子
を内蔵した光検出器１９によって検出し、コンピュータ
２０によってそれぞれのＦＢＧセンサ１３、１４、１
５、１６の反射光波長を算出することができる。ＦＢＧ
の反射波長はもっとも感度が高くなるように２つの出力
がほぼ等しい、すなわちＰ１＝Ｐ２となる波長付近を中
心として変化するように設定した。
化に変換する分波フィルタにおいて、検出される２つの
出力をＰ１及びＰ２とし波長に対する（Ｐ１−Ｐ２）／
（Ｐ１＋Ｐ２）を示したものである。この値を受光素子
を内蔵した光検出器１９によって検出し、コンピュータ
２０によってそれぞれのＦＢＧセンサ１３、１４、１
５、１６の反射光波長を算出することができる。ＦＢＧ
の反射波長はもっとも感度が高くなるように２つの出力
がほぼ等しい、すなわちＰ１＝Ｐ２となる波長付近を中
心として変化するように設定した。
【００２６】さらに一般には分波フィルタ１８において
波長に対する分岐比には偏光依存性が見られる。偏光に
よって分岐比が変化するため、本発明では、さらに高精
度を実現するため分波フィルタ１８の前段に偏光子（図
示せず）を挿入し、分岐フィルタ１８に入射される光は
一定方向の偏波成分をもつ光のみ入射するようにした。
波長に対する分岐比には偏光依存性が見られる。偏光に
よって分岐比が変化するため、本発明では、さらに高精
度を実現するため分波フィルタ１８の前段に偏光子（図
示せず）を挿入し、分岐フィルタ１８に入射される光は
一定方向の偏波成分をもつ光のみ入射するようにした。
【００２７】なお、図１に示した本発明の実施例は１本
の光ファイバにＦＢＧセンサを４つ設置した場合を示し
たが、これに限定されるものではない。
の光ファイバにＦＢＧセンサを４つ設置した場合を示し
たが、これに限定されるものではない。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、複
数の伝搬光の波長を高速でしかも高精度で測定すること
ができ、ＦＢＧの反射光を測定する場合には１本の光フ
ァイバで複数のＦＢＧセンサを設置することができる。
さらに測定系が振動や温度変動など不要な外乱によって
生じる雑音の影響を受けにくい。その結果安価な検出装
置を提供するだけでなくＦＢＧセンサ用波長検出装置と
して高精度でしかも高速な波長検出装置を実現すること
ができる。
数の伝搬光の波長を高速でしかも高精度で測定すること
ができ、ＦＢＧの反射光を測定する場合には１本の光フ
ァイバで複数のＦＢＧセンサを設置することができる。
さらに測定系が振動や温度変動など不要な外乱によって
生じる雑音の影響を受けにくい。その結果安価な検出装
置を提供するだけでなくＦＢＧセンサ用波長検出装置と
して高精度でしかも高速な波長検出装置を実現すること
ができる。
【図１】本発明の１実施例に係る波長検出装置である。
【図２】本発明に係る波長分波器の各分岐チャンネルご
との損失−波長特性及び分波フィルタの損失−波長特性
を示す図である。
との損失−波長特性及び分波フィルタの損失−波長特性
を示す図である。
【図３】本発明に係る分波フィルタにおける出力特性を
示す図である。
示す図である。
【図４】（a）は従来技術に係るバルク型の回折格子を
用いたＦＢＧ反射波長検出の概念図、（b）は従来技術
に係るファブリペロー型の可変フィルタを用いたＦＢＧ
反射波長検出の概念図である。
用いたＦＢＧ反射波長検出の概念図、（b）は従来技術
に係るファブリペロー型の可変フィルタを用いたＦＢＧ
反射波長検出の概念図である。
【図５】従来技術に係る反射波長検出装置を示す図であ
る。
る。
【図６】従来技術で用いられるチャープグレーティング
の波長−透過率特性を示す図である。
の波長−透過率特性を示す図である。
１１、５１ 広帯域光源
１２ 光サーキュレータ
１３、１４、１５、１６、５３ ＦＢＧセンサ
１７ 波長分波器
１８ 分波フィルタ
１９ 受光素子内蔵光検出器
２０、５９ コンピュータ
５２、５４ ３dB分岐カプラ
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｋ 11/12 Ｇ０１Ｋ 11/12 Ｆ
Ｇ０１Ｍ 11/00 Ｇ０１Ｍ 11/00 Ｕ
(72)発明者 熊谷 達也
東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日
立電線株式会社内
(72)発明者 大貫 渉
東京都千代田区大手町一丁目６番１号 日
立電線株式会社内
Ｆターム(参考） 2F056 VF01 VF12 VF16
2F065 AA65 FF48 LL02 LL41 QQ00
2G020 BA20 CB27 CC02 CC22 CC23
CC29 CC31 CC63 CD13
2G086 DD04
Claims (7)
- 【請求項１】所定の媒質を伝搬する複数の伝搬光の波長
および波長変化量を検出する装置であって、前記複数の
伝搬光は各々の伝搬光の波長を中心とする波長帯域ごと
に分波する波長分波器によって分岐され、さらに各波長
帯域ごとに分岐された各々の伝搬光は、それぞれ波長変
化によって出力パワーが変化する分波フィルタによって
分岐されることを特徴とする高速波長検出装置。 - 【請求項２】前記伝搬光の波長を時系列的に検出し、そ
れらの波長の値の差から波長変化量を求める手段を有す
る請求項１に記載の高速波長検出装置。 - 【請求項３】前記分波フィルタは２つのＭＭＩ(マルチ
モード干渉)型の３dBカプラの２本の光導波路からなる1
入力２出力のマッハツェンダ型光回路よりなることを特
徴とする請求項１または２に記載の高速波長検出装置。 - 【請求項４】前記分波フィルタが平面光導波路であり、
その複数個が同一基板上に形成されていることを特徴と
する請求項１から３のいずれかに記載の高速波長検出装
置。 - 【請求項５】前記分波フィルタの前段には偏光子が挿入
されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか
に記載の高速波長検出装置。 - 【請求項６】前記伝搬光は、光ファイバ中に形成された
ＦＢＧの反射光である請求項１から５のいずれかに記載
の高速波長検出装置。 - 【請求項７】前記ＦＢＧによる反射光が、前記分波フィ
ルタにおいて分岐される各々の出力パワーが略等しくな
る波長付近を中心として変化するように設定されている
請求項６に記載の高速波長測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073569A JP2003270041A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 高速波長検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002073569A JP2003270041A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 高速波長検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003270041A true JP2003270041A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29203197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002073569A Pending JP2003270041A (ja) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | 高速波長検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003270041A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112032575A (zh) * | 2020-08-10 | 2020-12-04 | 武汉理工大学 | 一种基于弱光栅的管道安全监测方法、系统及存储介质 |
-
2002
- 2002-03-18 JP JP2002073569A patent/JP2003270041A/ja active Pending
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| CN112032575B (zh) * | 2020-08-10 | 2022-04-19 | 武汉理工大学 | 一种基于弱光栅的管道安全监测方法、系统及存储介质 |
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