JP2003337103A - ファイバ分光検出器及びその製造方法 - Google Patents
ファイバ分光検出器及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 堅牢な構造でハンドリングが容易であり、劣
悪な環境下でも安定した測定を可能とする。 【解決手段】 サポート部材１２の表面に形成したＶ溝
１４内に、検出ファイバ１６が収容されファイバ固定充
填材１８で固着されており、該検出ファイバのクラッド
２０の一部が除去されコア２２の一部が露出することで
検出面２４が形成されているファイバ分光検出器１０で
ある。特に、サポート部材及び固定充填材を耐熱性材料
で構成し、検出ファイバに石英クラッド／石英コア構造
の光ファイバを用いると、高温対応型にできる。
悪な環境下でも安定した測定を可能とする。 【解決手段】 サポート部材１２の表面に形成したＶ溝
１４内に、検出ファイバ１６が収容されファイバ固定充
填材１８で固着されており、該検出ファイバのクラッド
２０の一部が除去されコア２２の一部が露出することで
検出面２４が形成されているファイバ分光検出器１０で
ある。特に、サポート部材及び固定充填材を耐熱性材料
で構成し、検出ファイバに石英クラッド／石英コア構造
の光ファイバを用いると、高温対応型にできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを利用
したＡＴＲ法（減衰全反射法）による分光検出器及びそ
の製造方法に関するものである。このファイバ分光検出
器は、特に限定されるものではないが、溶融塩や溶融金
属等を測定対象とする高温域での分光分析に有用であ
る。
したＡＴＲ法（減衰全反射法）による分光検出器及びそ
の製造方法に関するものである。このファイバ分光検出
器は、特に限定されるものではないが、溶融塩や溶融金
属等を測定対象とする高温域での分光分析に有用であ
る。
【０００２】
【従来の技術】赤外線吸収スペクトルを測定する方法の
一つに、全反射を利用するＡＴＲ法がある。この方法で
は、高い屈折率を持つＡＴＲプリズムを試料に密着さ
せ、該ＡＴＲプリズムを通して赤外光を試料に照射し、
そのＡＴＲプリズムからの出射光を分光分析する。この
ようなＡＴＲ法は、試料及び測定装置の取り扱いが簡便
なため、透過法に代わり使用されている。
一つに、全反射を利用するＡＴＲ法がある。この方法で
は、高い屈折率を持つＡＴＲプリズムを試料に密着さ
せ、該ＡＴＲプリズムを通して赤外光を試料に照射し、
そのＡＴＲプリズムからの出射光を分光分析する。この
ようなＡＴＲ法は、試料及び測定装置の取り扱いが簡便
なため、透過法に代わり使用されている。
【０００３】しかし内部反射エレメントとしてＡＴＲプ
リズムを用いる構成は、内部反射回数も少なく、感度も
あまり高くない。そこで最近、内部反射エレメントとし
て光ファイバを用いる技術が提案されている。これは、
光ファイバのクラッドの一部を、化学的あるいは物理的
手段により除去してコアのみとしたクラッド欠損部を設
ける方法である。光ファイバを用いることにより内部反
射回数が増大し感度の向上を図ることができ、別途に集
中光学系を必要とせず、そのため小型化できる等の利点
がある。
リズムを用いる構成は、内部反射回数も少なく、感度も
あまり高くない。そこで最近、内部反射エレメントとし
て光ファイバを用いる技術が提案されている。これは、
光ファイバのクラッドの一部を、化学的あるいは物理的
手段により除去してコアのみとしたクラッド欠損部を設
ける方法である。光ファイバを用いることにより内部反
射回数が増大し感度の向上を図ることができ、別途に集
中光学系を必要とせず、そのため小型化できる等の利点
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の光ファ
イバを用いた分光検出器は、光ファイバのクラッドを全
周取り去って作製するため、石英クラッド／石英コア構
造の光ファイバでの製作は困難である。そのため、従来
技術では主に、高分子クラッド／石英コア構造の光ファ
イバを用いて高分子クラッドを熱もしくは刃物を用いて
取り除いている。しかし、このような方法は、コアの折
損が生じ易く、検出器の製造の歩留まりが非常に悪いと
いう問題があった。
イバを用いた分光検出器は、光ファイバのクラッドを全
周取り去って作製するため、石英クラッド／石英コア構
造の光ファイバでの製作は困難である。そのため、従来
技術では主に、高分子クラッド／石英コア構造の光ファ
イバを用いて高分子クラッドを熱もしくは刃物を用いて
取り除いている。しかし、このような方法は、コアの折
損が生じ易く、検出器の製造の歩留まりが非常に悪いと
いう問題があった。
【０００５】また、クラッドが高分子材料であるため、
分光検出器の使用可能温度が高分子材料の耐熱性で決定
され、高温域での使用が不可能であった。更に、作製し
た分光検出器は、極細の光ファイバのコアからなるた
め、物理的に脆弱でハンドリングが困難な上、振動など
の影響を受け易く、実用には問題が多かった。
分光検出器の使用可能温度が高分子材料の耐熱性で決定
され、高温域での使用が不可能であった。更に、作製し
た分光検出器は、極細の光ファイバのコアからなるた
め、物理的に脆弱でハンドリングが困難な上、振動など
の影響を受け易く、実用には問題が多かった。
【０００６】本発明の目的は、堅牢な構造で、そのため
ハンドリングが容易であり、粘性の高い試料にも挿入で
き、安定した測定が可能となるファイバ分光検出器を提
供することである。本発明の他の目的は、高温環境や化
学的に活性な環境など劣悪な環境下でも使用可能なファ
イバ分光検出器を提供することである。本発明の更に他
の目的は、堅牢な構造にでき、必要な大きさの検出面を
容易に形成できるファイバ分光検出器の製造方法を提供
することである。
ハンドリングが容易であり、粘性の高い試料にも挿入で
き、安定した測定が可能となるファイバ分光検出器を提
供することである。本発明の他の目的は、高温環境や化
学的に活性な環境など劣悪な環境下でも使用可能なファ
イバ分光検出器を提供することである。本発明の更に他
の目的は、堅牢な構造にでき、必要な大きさの検出面を
容易に形成できるファイバ分光検出器の製造方法を提供
することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、サポート部材
の表面に形成した溝内に、検出ファイバが収容されファ
イバ固定充填材で固着されており、該検出ファイバのク
ラッドの一部が除去されコアの一部が露出することで検
出面が形成されていることを特徴とするファイバ分光検
出器である。このファイバ分光検出器は、光ファイバの
クラッドを除去することによって、コアを伝播する光の
全反射で生じるエバネッセント波と外部媒質との相互作
用による吸光度を測定するものである。
の表面に形成した溝内に、検出ファイバが収容されファ
イバ固定充填材で固着されており、該検出ファイバのク
ラッドの一部が除去されコアの一部が露出することで検
出面が形成されていることを特徴とするファイバ分光検
出器である。このファイバ分光検出器は、光ファイバの
クラッドを除去することによって、コアを伝播する光の
全反射で生じるエバネッセント波と外部媒質との相互作
用による吸光度を測定するものである。
【０００８】特に、サポート部材及び固定充填材を共に
耐熱性材料で構成し、検出ファイバに石英クラッド／石
英コア構造の光ファイバを用いると、高温対応型のファ
イバ分光検出器が得られる。
耐熱性材料で構成し、検出ファイバに石英クラッド／石
英コア構造の光ファイバを用いると、高温対応型のファ
イバ分光検出器が得られる。
【０００９】例えば、サポート部材は四角柱状とし、そ
の一つの主面の長手方向にＶ溝を設け、検出ファイバを
固着する。またサポート部材のＶ溝に平行に貫通穴を設
け、該貫通穴内に参照ファイバを挿通して固定し、検出
ファイバと参照ファイバをサポート部材と一体化した構
成とするのが好ましい。検出ファイバ及び参照ファイバ
は、ほぼ平行に設けられており、サポート部材に沿って
曲げ返され、その戻り部分はファイバ固定充填材で覆わ
れるようにしてサポート部材に固着する。ファイバの戻
り部分の位置ずれを防ぐためには、サポート部材に別途
溝を設けて、その溝にファイバを収容する構成も有効で
ある。なお、参照ファイバは必須不可欠のものではな
く、測定系によっては参照ファイバを有しない構成とす
ることも可能である。
の一つの主面の長手方向にＶ溝を設け、検出ファイバを
固着する。またサポート部材のＶ溝に平行に貫通穴を設
け、該貫通穴内に参照ファイバを挿通して固定し、検出
ファイバと参照ファイバをサポート部材と一体化した構
成とするのが好ましい。検出ファイバ及び参照ファイバ
は、ほぼ平行に設けられており、サポート部材に沿って
曲げ返され、その戻り部分はファイバ固定充填材で覆わ
れるようにしてサポート部材に固着する。ファイバの戻
り部分の位置ずれを防ぐためには、サポート部材に別途
溝を設けて、その溝にファイバを収容する構成も有効で
ある。なお、参照ファイバは必須不可欠のものではな
く、測定系によっては参照ファイバを有しない構成とす
ることも可能である。
【００１０】また本発明は、サポート部材の表面に溝を
形成し、該サポート部材の表面にファイバ固定充填材を
塗布し、前記溝内に検出ファイバを押し込んで半埋設状
態とし、該検出ファイバ上に更にファイバ固定充填材を
塗布して前記検出ファイバを覆い、加熱固化した後、フ
ァイバ固定充填材ごとファイバを研磨してクラッドを除
去し、コアを露出させて検出面を形成することを特徴と
するファイバ分光検出器の製造方法である。
形成し、該サポート部材の表面にファイバ固定充填材を
塗布し、前記溝内に検出ファイバを押し込んで半埋設状
態とし、該検出ファイバ上に更にファイバ固定充填材を
塗布して前記検出ファイバを覆い、加熱固化した後、フ
ァイバ固定充填材ごとファイバを研磨してクラッドを除
去し、コアを露出させて検出面を形成することを特徴と
するファイバ分光検出器の製造方法である。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係るファイバ分光検出器の一
実施例を示す説明図であり、Ａは縦断面を、Ｂは正面
を、Ｃは底面を、それぞれ表している。また図２はその
ｘ−ｘ断面図である。ファイバ分光検出器１０は、四角
柱状のサポート部材１２の細長状の一主面に縦方向に形
成したＶ溝１４内に、検出ファイバ１６が収容されファ
イバ固定充填材１８で固着されており、該検出ファイバ
１８のクラッド２０の一部が除去されコア２２の一部が
露出することで検出面２４が形成されている。サポート
部材１２の先端は丸味を帯びており、それに沿って曲げ
返された検出ファイバの戻り部分１６ａは、サポート部
材１２の前記検出面２４とは反対側の主面（裏面）にて
ファイバ固定充填材２６中に埋設固着されている。クラ
ッドの除去は、ファイバ固定充填材ごとファイバを平面
研磨することによって行う。これによってコアの一部も
研磨される。
実施例を示す説明図であり、Ａは縦断面を、Ｂは正面
を、Ｃは底面を、それぞれ表している。また図２はその
ｘ−ｘ断面図である。ファイバ分光検出器１０は、四角
柱状のサポート部材１２の細長状の一主面に縦方向に形
成したＶ溝１４内に、検出ファイバ１６が収容されファ
イバ固定充填材１８で固着されており、該検出ファイバ
１８のクラッド２０の一部が除去されコア２２の一部が
露出することで検出面２４が形成されている。サポート
部材１２の先端は丸味を帯びており、それに沿って曲げ
返された検出ファイバの戻り部分１６ａは、サポート部
材１２の前記検出面２４とは反対側の主面（裏面）にて
ファイバ固定充填材２６中に埋設固着されている。クラ
ッドの除去は、ファイバ固定充填材ごとファイバを平面
研磨することによって行う。これによってコアの一部も
研磨される。
【００１２】この実施例は、参照ファイバ３０を検出フ
ァイバ１６と並置した形式として図示している。そのた
め、サポート部材１２の長手方向に前記Ｖ溝１４と平行
に貫通穴３２が形成され、該貫通穴３２内に参照ファイ
バ３０が挿通されファイバ固定充填材３４で固着されて
いる。サポート部材１２の先端で曲げ返された参照ファ
イバの戻り部分３０ａは、検出ファイバの戻り部分１６
ａと平行に配置され、ファイバ固定充填材２６中に埋設
固着されている。参照ファイバ３０を貫通穴３２内に収
容することで、検出ファイバの研磨時に参照ファイバが
研磨されないようにしている。このようにして、検出フ
ァイバ１６と参照ファイバ３０とが極力同じ位置を経由
して、サポート部材１２と一体化したファイバ分光検出
器１０が得られる。なお、検出ファイバと参照ファイバ
の戻り部分１６ａ，３０ａの位置決めを容易にするため
には、図示しないが、サポート部材の裏面にも２本の平
行溝を形成して、それぞれに検出ファイバと参照ファイ
バの戻り部分を収容するようにしてもよい。
ァイバ１６と並置した形式として図示している。そのた
め、サポート部材１２の長手方向に前記Ｖ溝１４と平行
に貫通穴３２が形成され、該貫通穴３２内に参照ファイ
バ３０が挿通されファイバ固定充填材３４で固着されて
いる。サポート部材１２の先端で曲げ返された参照ファ
イバの戻り部分３０ａは、検出ファイバの戻り部分１６
ａと平行に配置され、ファイバ固定充填材２６中に埋設
固着されている。参照ファイバ３０を貫通穴３２内に収
容することで、検出ファイバの研磨時に参照ファイバが
研磨されないようにしている。このようにして、検出フ
ァイバ１６と参照ファイバ３０とが極力同じ位置を経由
して、サポート部材１２と一体化したファイバ分光検出
器１０が得られる。なお、検出ファイバと参照ファイバ
の戻り部分１６ａ，３０ａの位置決めを容易にするため
には、図示しないが、サポート部材の裏面にも２本の平
行溝を形成して、それぞれに検出ファイバと参照ファイ
バの戻り部分を収容するようにしてもよい。
【００１３】高温環境下で使用する場合には、サポート
部材１２として化学的に安定で耐熱性の高いアルミナ系
セラミックスを用い、ファイバ固定充填材１８，２６，
３４には高温用アルミナ系の接着剤を用いる。検出ファ
イバ１６及び参照ファイバ３０には、石英クラッド／石
英コア構造の光ファイバを用いる。この構成により、１
０００℃以上の高温域で使用可能なファイバ分光検出器
が製作できる。また、この構成は、石英を侵すフッ酸系
以外の強酸強塩基環境においても安定に使用できるファ
イバ分光検出器となる。なお使用光の波長は、光ファイ
バを効率よく透過できる波長であることから、石英ファ
イバであれば波長数μｍの近赤外光から波長数百ｎｍの
紫外光となる。
部材１２として化学的に安定で耐熱性の高いアルミナ系
セラミックスを用い、ファイバ固定充填材１８，２６，
３４には高温用アルミナ系の接着剤を用いる。検出ファ
イバ１６及び参照ファイバ３０には、石英クラッド／石
英コア構造の光ファイバを用いる。この構成により、１
０００℃以上の高温域で使用可能なファイバ分光検出器
が製作できる。また、この構成は、石英を侵すフッ酸系
以外の強酸強塩基環境においても安定に使用できるファ
イバ分光検出器となる。なお使用光の波長は、光ファイ
バを効率よく透過できる波長であることから、石英ファ
イバであれば波長数μｍの近赤外光から波長数百ｎｍの
紫外光となる。
【００１４】本発明のファイバ分光検出器１０は、脆弱
なファイバ検出部がサポート部材１２に固着されている
ため、屈曲等の外乱による損失変化の影響を受け難く安
定した測定が可能となる。また、このように製作したフ
ァイバ分光検出器１０では、検出面以外の光伝播部はク
ラッド／コア構造が残っているために、低損失で外乱の
影響を受けずに入出力光が伝播する。被測定物（試料）
は、主にファイバ分光検出器周辺の液体もしくは気体で
ある。しかし、ファイバ検出部はサポート部材によって
支えられ機械的強度が高くなっているので、検出面を試
料に圧接する方法による固体表面の測定も可能である。
なファイバ検出部がサポート部材１２に固着されている
ため、屈曲等の外乱による損失変化の影響を受け難く安
定した測定が可能となる。また、このように製作したフ
ァイバ分光検出器１０では、検出面以外の光伝播部はク
ラッド／コア構造が残っているために、低損失で外乱の
影響を受けずに入出力光が伝播する。被測定物（試料）
は、主にファイバ分光検出器周辺の液体もしくは気体で
ある。しかし、ファイバ検出部はサポート部材によって
支えられ機械的強度が高くなっているので、検出面を試
料に圧接する方法による固体表面の測定も可能である。
【００１５】脆弱なファイバ検出部がサポート部材に固
着され堅牢な構造となっているために、ハンドリングが
容易であり、高温環境（例えば溶融塩や溶融金属等）や
化学的に活性な環境（例えば強酸強塩基）で必要なロボ
ットアーム等による遠隔操作が行い易い。また、粘性の
高い試料や多数の粒子が存在する試料等でも本ファイバ
分光検出器を容易に挿入可能であるため、測定対象が広
がる。更に、本発明に係るファイバ分光検出器では、検
出面に対する物理的な接触が容易であるため、検出面の
洗浄が容易に行える。そのため、繰り返し測定に用いる
ことが可能であり、その際、試料の汚染を低く抑えるこ
とができる。
着され堅牢な構造となっているために、ハンドリングが
容易であり、高温環境（例えば溶融塩や溶融金属等）や
化学的に活性な環境（例えば強酸強塩基）で必要なロボ
ットアーム等による遠隔操作が行い易い。また、粘性の
高い試料や多数の粒子が存在する試料等でも本ファイバ
分光検出器を容易に挿入可能であるため、測定対象が広
がる。更に、本発明に係るファイバ分光検出器では、検
出面に対する物理的な接触が容易であるため、検出面の
洗浄が容易に行える。そのため、繰り返し測定に用いる
ことが可能であり、その際、試料の汚染を低く抑えるこ
とができる。
【００１６】図３は、ファイバ分光測定系の一例を示す
説明図である。ファイバ分光検出器１０は試料４０中に
浸漬する。ここでは試料４０は、容器４２に入れられ、
ヒータ４４で熱せられた高温溶融物である。光源４６か
らの光をコリメータレンズ４８により平行光とし、ビー
ムスプリッタ５０で２分割する。そして信号光導光ファ
イバ５２及び参照光導光ファイバ５４によってファイバ
分光検出器１０の検出ファイバ１６に検出光を、参照フ
ァイバ３０に参照光をそれぞれ導き、出力光をレンズ５
６，５７で集光する。そして、それぞれを検出部５８，
５９で検出して電気信号に変換し、信号処理系へ伝達す
る。これにより得られる信号（入射光強度と出射光強度
の比）が吸光度になる。測定原理は吸光分光測定を同様
なので、得られる情報は吸光分光測定の場合と同様とな
る。主な測定は、被測定物の濃度やイオンの状態変化等
である。また、上記のように参照ファイバを設ける構成
にすると、光源の出力変動やファイバの劣化の補正が可
能となり、測定精度が向上する。信号処理としては、信
号変化が微弱になれば、入射光に変調をかけたロックイ
ン計測によりＳ／Ｎを向上させることができる。
説明図である。ファイバ分光検出器１０は試料４０中に
浸漬する。ここでは試料４０は、容器４２に入れられ、
ヒータ４４で熱せられた高温溶融物である。光源４６か
らの光をコリメータレンズ４８により平行光とし、ビー
ムスプリッタ５０で２分割する。そして信号光導光ファ
イバ５２及び参照光導光ファイバ５４によってファイバ
分光検出器１０の検出ファイバ１６に検出光を、参照フ
ァイバ３０に参照光をそれぞれ導き、出力光をレンズ５
６，５７で集光する。そして、それぞれを検出部５８，
５９で検出して電気信号に変換し、信号処理系へ伝達す
る。これにより得られる信号（入射光強度と出射光強度
の比）が吸光度になる。測定原理は吸光分光測定を同様
なので、得られる情報は吸光分光測定の場合と同様とな
る。主な測定は、被測定物の濃度やイオンの状態変化等
である。また、上記のように参照ファイバを設ける構成
にすると、光源の出力変動やファイバの劣化の補正が可
能となり、測定精度が向上する。信号処理としては、信
号変化が微弱になれば、入射光に変調をかけたロックイ
ン計測によりＳ／Ｎを向上させることができる。
【００１７】図４に使用状態の一例を示す。容器４２に
収容されている被測定物（試料）４０中にファイバ分光
検出器１０を挿入する。ここで直線状のファイバ検出部
の長さを変えれば（必要に応じてＡのように短くした
り、Ｂのように長くすれば）、ファイバ分光検出器の長
さに応じた挿入方向の積分情報を得ることができる。
収容されている被測定物（試料）４０中にファイバ分光
検出器１０を挿入する。ここで直線状のファイバ検出部
の長さを変えれば（必要に応じてＡのように短くした
り、Ｂのように長くすれば）、ファイバ分光検出器の長
さに応じた挿入方向の積分情報を得ることができる。
【００１８】図５に使用状態の他の例を示す。Ａは複数
のファイバ分光検出器１０を被測定物４０中に並列に挿
入した例である。このようにファイバ分光検出器を２次
元的に分散配置すると、被測定物中の測定値分布を把握
することが可能となる。Ｂは複数のファイバ分光検出器
１０を被測定物４０中に直列に接続して挿入した例であ
る。このようにファイバ分光検出器を配列すると、容易
にファイバ検出部長さ（吸収長さ）を延長できるので、
希薄物質などの低吸収物質の測定にも容易に対応でき
る。
のファイバ分光検出器１０を被測定物４０中に並列に挿
入した例である。このようにファイバ分光検出器を２次
元的に分散配置すると、被測定物中の測定値分布を把握
することが可能となる。Ｂは複数のファイバ分光検出器
１０を被測定物４０中に直列に接続して挿入した例であ
る。このようにファイバ分光検出器を配列すると、容易
にファイバ検出部長さ（吸収長さ）を延長できるので、
希薄物質などの低吸収物質の測定にも容易に対応でき
る。
【００１９】サポート部材の一例を図６に示し、それを
用いたファイバ分光検出器の製造手順の一例を図７に示
す。ここでは検出面の製造工程のみを示し、光ファイバ
の曲げ返し構造や参照ファイバの挿入用の貫通穴など、
あるいはそれへの取り付けなどについては説明を省略す
る。まず図６に示すように、サポート部材１２は、四角
柱体の一主面（細長表面の一表面）にファイバ取り付け
用のＶ溝１４を形成したものとする。Ｖ溝１４は、サポ
ート部材１２の表面に一端から他端に至るまで同じ断面
形状で形成する。
用いたファイバ分光検出器の製造手順の一例を図７に示
す。ここでは検出面の製造工程のみを示し、光ファイバ
の曲げ返し構造や参照ファイバの挿入用の貫通穴など、
あるいはそれへの取り付けなどについては説明を省略す
る。まず図６に示すように、サポート部材１２は、四角
柱体の一主面（細長表面の一表面）にファイバ取り付け
用のＶ溝１４を形成したものとする。Ｖ溝１４は、サポ
ート部材１２の表面に一端から他端に至るまで同じ断面
形状で形成する。
【００２０】Ｖ溝１４を図７のＡに示す。このＶ溝１４
の最大幅は光ファイバの直径（クラッド外径）より若干
大きいものとし、Ｖ溝１４の深さは光ファイバの半径よ
り若干深いものとする。即ち、光ファイバをＶ溝内に収
容したとき、コア中心位置がサポート部材表面レベルと
同じかそれよりもやや下方（溝内）に位置するような関
係とするのがよい。
の最大幅は光ファイバの直径（クラッド外径）より若干
大きいものとし、Ｖ溝１４の深さは光ファイバの半径よ
り若干深いものとする。即ち、光ファイバをＶ溝内に収
容したとき、コア中心位置がサポート部材表面レベルと
同じかそれよりもやや下方（溝内）に位置するような関
係とするのがよい。
【００２１】Ｂに示すように、サポート部材１２のＶ溝
１４の内外部分に予めファイバ固定充填材５０を塗布し
ておく。次にＣに示すように、前記Ｖ溝１４内に検出フ
ァイバ（被覆を取り去った光ファイバ、即ちコア／クラ
ッドの状態）５２を押し込んで半埋設状態とする。そし
てＤに示すように、該検出ファイバ５２上に更にファイ
バ固定充填材５４を塗布して前記検出ファイバ５２を覆
う。その状態で加熱固化させる。その後、Ｅに示すよう
に、ファイバ固定充填材ごとファイバを研磨してクラッ
ドを除去し、コア２２を露出させて検出面２４を形成す
る。
１４の内外部分に予めファイバ固定充填材５０を塗布し
ておく。次にＣに示すように、前記Ｖ溝１４内に検出フ
ァイバ（被覆を取り去った光ファイバ、即ちコア／クラ
ッドの状態）５２を押し込んで半埋設状態とする。そし
てＤに示すように、該検出ファイバ５２上に更にファイ
バ固定充填材５４を塗布して前記検出ファイバ５２を覆
う。その状態で加熱固化させる。その後、Ｅに示すよう
に、ファイバ固定充填材ごとファイバを研磨してクラッ
ドを除去し、コア２２を露出させて検出面２４を形成す
る。
【００２２】ファイバの研磨は、結晶研磨を行うような
平削研磨盤で行う。当然、散乱光によるロスを無くすた
めに光学精度で仕上げる。作製の際、ファイバ光を導通
させつつ研磨を行い出力光の強度をモニタすると、クラ
ッドの除去状況を把握できるために検出面の形成が容易
となる。クラッドが除去されるに従ってエバネッセント
波のロスが多くなり出力光が減少していく。エバネッセ
ント波のロス分が測定に関わる光の量にほぼ比例してお
り、出力光が０になるのは断線状態を意味することか
ら、２０〜４０％までの出力減が研磨完了の目安とな
る。
平削研磨盤で行う。当然、散乱光によるロスを無くすた
めに光学精度で仕上げる。作製の際、ファイバ光を導通
させつつ研磨を行い出力光の強度をモニタすると、クラ
ッドの除去状況を把握できるために検出面の形成が容易
となる。クラッドが除去されるに従ってエバネッセント
波のロスが多くなり出力光が減少していく。エバネッセ
ント波のロス分が測定に関わる光の量にほぼ比例してお
り、出力光が０になるのは断線状態を意味することか
ら、２０〜４０％までの出力減が研磨完了の目安とな
る。
【００２３】このようにサポート部材の面全体を研磨す
ることで検出面を形成する。ファイバ分光検出器の大き
さは、光学精度の研磨を行うことを考慮すれば、最長２
００mm程度となる。長さ２００mm程度では吸光度を十分
に測定できないような希薄媒質の場合には、前記図５の
Ｂに示す実施例のように、複数のファイバ分光検出器を
直列に接続することで対応可能である。従って、取り扱
いや製作の容易さを考慮して、１００mm程度の長さのフ
ァイバ分光検出器を標準品として用意すれば十分であ
る。
ることで検出面を形成する。ファイバ分光検出器の大き
さは、光学精度の研磨を行うことを考慮すれば、最長２
００mm程度となる。長さ２００mm程度では吸光度を十分
に測定できないような希薄媒質の場合には、前記図５の
Ｂに示す実施例のように、複数のファイバ分光検出器を
直列に接続することで対応可能である。従って、取り扱
いや製作の容易さを考慮して、１００mm程度の長さのフ
ァイバ分光検出器を標準品として用意すれば十分であ
る。
【００２４】
【発明の効果】本発明は上記のように、サポート部材の
溝内に検出ファイバが収容されファイバ固定充填材で固
着されており、クラッドの一部が除去されコアの一部が
露出することで検出面が形成されているファイバ分光検
出器であるので、堅牢な構造であり、そのためハンドリ
ングが容易で、粘性の高い被測定物等にも挿入でき、安
定した測定が可能となる。また本発明によれば、石英ク
ラッド／石英コア構造の光ファイバでも作製が容易であ
るため、高温環境や化学的に活性な環境など劣悪な環境
での使用も可能となり、測定可能な範囲が広がる。更
に、ファイバ分光検出器がユニット単位で取り扱えるの
で、種々のアレンジ（並列配置による２次元分布の計
測、直列接続による光路長の変更など）が容易に行え
る。
溝内に検出ファイバが収容されファイバ固定充填材で固
着されており、クラッドの一部が除去されコアの一部が
露出することで検出面が形成されているファイバ分光検
出器であるので、堅牢な構造であり、そのためハンドリ
ングが容易で、粘性の高い被測定物等にも挿入でき、安
定した測定が可能となる。また本発明によれば、石英ク
ラッド／石英コア構造の光ファイバでも作製が容易であ
るため、高温環境や化学的に活性な環境など劣悪な環境
での使用も可能となり、測定可能な範囲が広がる。更
に、ファイバ分光検出器がユニット単位で取り扱えるの
で、種々のアレンジ（並列配置による２次元分布の計
測、直列接続による光路長の変更など）が容易に行え
る。
【００２５】また本発明は、サポート部材の溝に保護被
覆を取り去った光ファイバをファイバ固定充填材にて固
着し、これを研磨することにより検出面を形成する方法
であるので、堅牢な構造のファイバ分光検出器を容易に
製造することができる。
覆を取り去った光ファイバをファイバ固定充填材にて固
着し、これを研磨することにより検出面を形成する方法
であるので、堅牢な構造のファイバ分光検出器を容易に
製造することができる。
【図１】本発明に係るファイバ分光検出器の一実施例を
示す説明図。
示す説明図。
【図２】そのｘ−ｘ断面図。
【図３】ファイバ分光検出器を用いた測定系の一例を示
す説明図。
す説明図。
【図４】ファイバ分光検出器の使用状態の例を示す説明
図。
図。
【図５】ファイバ分光検出器の使用状態の他の例を示す
説明図。
説明図。
【図６】本発明で用いるサポート部材の例を示す説明
図。
図。
【図７】本発明に係る製造方法の一例を示す工程説明
図。
図。
１０ ファイバ分光検出器
１２ サポート部材
１４ Ｖ溝
１６ 検出ファイバ
１８ ファイバ固定充填材
２０ クラッド
２２ コア
２４ 検出面
２６ ファイバ固定充填材
３０ 参照ファイバ
３２ 貫通穴
３４ ファイバ固定充填材
Claims (4)
- 【請求項１】 サポート部材の表面に形成した溝内に、
検出ファイバが収容されファイバ固定充填材で固着され
ており、該検出ファイバのクラッドの一部が除去されコ
アの一部が露出することで検出面が形成されていること
を特徴とするファイバ分光検出器。 - 【請求項２】 サポート部材及びファイバ固定充填材が
共に耐熱性材料からなり、検出ファイバに石英クラッド
／石英コア構造の光ファイバを用いて高温対応型とした
請求項１記載のファイバ分光検出器。 - 【請求項３】 四角柱状のサポート部材の一主面の長手
方向に溝が形成されると共に該溝に平行に貫通穴が形成
され、溝に検出ファイバが固着され、貫通穴内に参照フ
ァイバが挿通され固定されており、検出ファイバと参照
ファイバがサポート部材と一体化されている請求項１又
は２記載のファイバ分光検出器。 - 【請求項４】 サポート部材の表面に溝を形成し、該サ
ポート部材の表面にファイバ固定充填材を塗布し、前記
溝内に検出ファイバを押し込んで半埋設状態とし、該検
出ファイバ上に更にファイバ固定充填材を塗布して前記
検出ファイバを覆い、加熱固化した後、ファイバ固定充
填材ごとファイバを研磨してクラッドを除去し、コアを
露出させて検出面を形成することを特徴とするファイバ
分光検出器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002143671A JP3631221B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | ファイバ分光検出器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002143671A JP3631221B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | ファイバ分光検出器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003337103A true JP2003337103A (ja) | 2003-11-28 |
| JP3631221B2 JP3631221B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=29703608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002143671A Expired - Fee Related JP3631221B2 (ja) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | ファイバ分光検出器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3631221B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100616549B1 (ko) | 2004-01-16 | 2006-08-28 | 주식회사 골드텔 | 광신호검출용 광케이블과, 이를 제조하는 방법 |
| JP2008241593A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Kao Corp | 全反射吸収スペクトル測定用プローブ |
| JP2012255806A (ja) * | 2007-02-28 | 2012-12-27 | Suntory Holdings Ltd | 液中投入型吸光度センサ素子を用いた吸光光度計 |
| JP2022153599A (ja) * | 2018-03-22 | 2022-10-12 | 株式会社日立製作所 | 光センサおよびそれを用いた分析装置 |
-
2002
- 2002-05-17 JP JP2002143671A patent/JP3631221B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012255806A (ja) * | 2007-02-28 | 2012-12-27 | Suntory Holdings Ltd | 液中投入型吸光度センサ素子を用いた吸光光度計 |
| JP2008241593A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Kao Corp | 全反射吸収スペクトル測定用プローブ |
| JP2022153599A (ja) * | 2018-03-22 | 2022-10-12 | 株式会社日立製作所 | 光センサおよびそれを用いた分析装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3631221B2 (ja) | 2005-03-23 |
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