JP2006029995A - Optical method and instrument for measuring physical quantity - Google Patents

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明 坂元
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聡 奥出
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical physical quantity measuring instrument of high measuring precision by simple constitution. <P>SOLUTION: Light from a light source 11 is received by a slant type grating 13 to make transmission light intensity changed inclinedly within a gradient wavelength range in response to a wavelength getting long, the light from the slant type grating 13 is received by a Bragg grating 15 to transmit the light having one characteristic of a prescribed wavelength width within the gradient wavelength range, the light from the Bragg grating 15 is received by a photoreception part 17 to be converted into photoreception intensity, and fluctuation of physical quantity applied onto the Bragg grating 15 is converted thereby into the photoreception intensity by the photoreception part 17. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学式物理量測定装置に関するものであり、特に簡単な構造で物理量を測定することが可能な光学式物理量測定装置を提供するものである。   The present invention relates to an optical physical quantity measuring device, and provides an optical physical quantity measuring device capable of measuring a physical quantity with a particularly simple structure.

光導波路は、所定の経路に沿って光を伝搬させる構造を有する光部品であり、通常、屈折率が高いコアの外周をコアよりも屈折率が低いクラッドで覆った構造をしており、コア中を光が伝搬していくような構造を有している。光導波路の材料としては、石英系ガラスやポリマーなどがあり、特に、石英系ガラスからなる光導波路は伝搬損失が小さいため、大容量通信や長距離通信に広く用いられている。これら、光導波路の代表的な例として、光ファイバや基板型光導波路などが挙げられる。   An optical waveguide is an optical component having a structure for propagating light along a predetermined path, and generally has a structure in which the outer periphery of a core having a high refractive index is covered with a clad having a refractive index lower than that of the core. It has a structure that allows light to propagate through it. Examples of the material of the optical waveguide include silica-based glass and polymer. In particular, an optical waveguide made of silica-based glass has a small propagation loss and is widely used for large-capacity communication and long-distance communication. Typical examples of these optical waveguides include optical fibers and substrate type optical waveguides.

この光導波路に周期的な摂動を加えると、その周期に従って光を導波路の外へ放出したり、特定の波長の光のみを反射したりする光フィルタとして使用することができ、このような光部品はグレーティング型光部品と呼ばれている。   When periodic perturbation is applied to this optical waveguide, it can be used as an optical filter that emits light out of the waveguide according to the period or reflects only light of a specific wavelength. The component is called a grating type optical component.

導波路中の周期的な摂動のうち、屈折率変化によるものの場合、光導波路に光感受性を有する物質を添加しておき、光導波路に光感受性物質に対応した光を照射(露光)することにより作製する方法が広く用いられている。ただし、ここで言う光感受性とは、光の照射により物質の屈折率が変化する特性のことである。   In the case of periodic perturbations in the waveguide due to refractive index changes, a light-sensitive substance is added to the optical waveguide, and light corresponding to the photosensitive substance is irradiated (exposed) to the optical waveguide. The manufacturing method is widely used. However, the photosensitivity referred to here is a property in which the refractive index of a substance is changed by light irradiation.

このグレーティング型の光フィルタのうち、導波してきた特定波長の光を逆方向に反射させる特性を有するのはブラッググレーティングと呼ばれている。このブラッググレーティングの反射波長は、グレーティングの周期と光導波路の屈折率などで決まる。このため、温度変化や歪みの印加による周期変動および屈折率変化で、ブラッググレーティングの反射中心波長も変化する。そこで、この中心波長変化を測定することにより、グレーティング部での温度や歪み量などの物理量を測定する光学式物理量測定装置として用いることができる。   Among the grating-type optical filters, the one having the characteristic of reflecting light having a specific wavelength guided in the reverse direction is called a Bragg grating. The reflection wavelength of the Bragg grating is determined by the grating period and the refractive index of the optical waveguide. For this reason, the reflection center wavelength of the Bragg grating also changes due to periodic fluctuations and refractive index changes caused by temperature changes and strain application. Therefore, by measuring the change in the center wavelength, it can be used as an optical physical quantity measuring device for measuring physical quantities such as temperature and strain in the grating section.

このような光学式物理量測定装置として、例えば特許文献1、特許文献2および特許文献3には、ブラッググレーティングからの反射波長により歪みを測定するセンサの例が開示してある。また、特許文献4には、二つのファイバブラッググレーティングからの反射光強度を測定することにより歪みを測定するセンサが開示されている。   As such an optical physical quantity measuring device, for example, Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3 disclose examples of sensors that measure distortion by a reflection wavelength from a Bragg grating. Patent Document 4 discloses a sensor that measures distortion by measuring the intensity of reflected light from two fiber Bragg gratings.

特許文献1、特許文献2および特許文献3に示されている方法では、グレーティングから反射されてきた光強度波長依存性の中心波長の変動を測定するために、反射光の波長スペクトルを測定している。   In the methods shown in Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3, the wavelength spectrum of reflected light is measured in order to measure the fluctuation of the central wavelength depending on the light intensity wavelength reflected from the grating. Yes.

一方、特許文献4には、ファイバブラッググレーティングを2つ組み合わせ、反射光の強度を測定する方法が示されている。これは、2つのブラッググレーティングを作製し、その反射スペクトルの重なり具合、つまり波長変動量に応じて反射光強度が変化することを利用している。この方法を用いることで波長スペクトル測定が必要なくなり安価な構成とすることが可能となる。
特開2000−221085号公報 特開2001−183248号公報 特開2003−65730号公報 特開2000−346722号公報
On the other hand, Patent Document 4 discloses a method of measuring the intensity of reflected light by combining two fiber Bragg gratings. This utilizes the fact that two Bragg gratings are produced and the reflected light intensity changes in accordance with the degree of overlap of the reflection spectra, that is, the amount of wavelength fluctuation. By using this method, wavelength spectrum measurement is not necessary, and an inexpensive configuration can be achieved.
JP 2000-221085 A JP 2001-183248 A JP 2003-65730 A JP 2000-346722 A

しかしながら、特許文献1、特許文献2および特許文献3に示されている方法では、波長スペクトルを測定するには、光スペクトラムアナライザや波長可変光源と光パワーメータを組み合わせた装置などを使用するが、これらの装置は非常に高価であり、また測定したスペクトル形状から中心波長を求める演算が必要になるため、高価な演算装置および演算に要する時間も必要であった。   However, in the methods shown in Patent Document 1, Patent Document 2 and Patent Document 3, in order to measure the wavelength spectrum, an optical spectrum analyzer or a device combining a wavelength variable light source and an optical power meter is used. These devices are very expensive, and an operation for obtaining the center wavelength from the measured spectrum shape is required. Therefore, an expensive operation device and a time required for the operation are also required.

また、グレーティング特性は、温度および歪みの2つの変化に対して特性が変化してしまうため、歪みを測定する場合、温度による変化と歪みによる変化を切り分けるために温度補償が必要であった。通常、温度補償は、2つのグレーティングからの反射スペクトル中心波長を測定し、それら2つの値から温度と歪みを演算により求める方法が用いられる。この結果、温度補償をするために演算処理が必要であることに加え、測定精度を高めるのが難しかった。   In addition, the grating characteristics change with respect to two changes of temperature and strain. Therefore, when measuring strain, temperature compensation is necessary to separate the change due to temperature and the change due to strain. Usually, the temperature compensation uses a method of measuring the center wavelength of the reflection spectrum from two gratings and calculating the temperature and strain from these two values. As a result, it is difficult to increase the measurement accuracy in addition to the need for arithmetic processing to perform temperature compensation.

一方、特許文献4に示された方法では、反射光強度が一番小さくなる条件である2つのグレーティングの反射スペクトルが完全に重なった状態でも、グレーティングからの反射光があるため、受光部での測定範囲が小さくなってしまう。加えて、常にブラッググレーティングからの反射光があるため、小さな光強度変動を精度良く測定できないといった問題があった。   On the other hand, in the method shown in Patent Document 4, there is reflected light from the grating even when the reflection spectra of the two gratings, which are the conditions where the reflected light intensity is the smallest, are completely overlapped. The measurement range becomes smaller. In addition, since there is always reflected light from the Bragg grating, there is a problem that small fluctuations in light intensity cannot be measured with high accuracy.

また、波長変動と光強度を線形関係にすることも難しかった。さらに、グレーティング部での歪み測定範囲を大きくするためには、ブラッググレーティングの反射スペクトル帯域を広くする必要があるが、広くするほど精度良く測定できないといった問題もあった。   It was also difficult to make a linear relationship between wavelength fluctuation and light intensity. Further, in order to increase the distortion measurement range in the grating section, it is necessary to widen the reflection spectrum band of the Bragg grating, but there is also a problem that the measurement cannot be performed with accuracy as the width is increased.

さらに、2つのグレーティングによる反射が大きいため、グレーティング間で多重反射が生じ、この多重反射による強度変化により、微少な波長変動による強度変化を精度良く測定することが難しかった。   Furthermore, since reflections by the two gratings are large, multiple reflections occur between the gratings, and it is difficult to accurately measure intensity changes due to minute wavelength fluctuations due to intensity changes due to the multiple reflections.

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、簡単な構成で測定精度の高い光学式物理量測定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide an optical physical quantity measuring apparatus having a simple configuration and high measurement accuracy.

請求項1記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過特性を1つ有するブラッググレーティングと、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタおよび前記ブラッググレーティングを透過した光を受光強度に変換する受光部とを備え、前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. A gradient filter using a slanted grating having a gradient wavelength range, a Bragg grating having one transmission characteristic of a predetermined wavelength width within the gradient wavelength range of the gradient filter, and having sensitivity within the gradient wavelength range, The gist of the present invention is to provide a gradient filter and a light receiving unit that converts light transmitted through the Bragg grating into received light intensity, and to convert a change in physical quantity applied to the Bragg grating into received light intensity by the light receiving unit.

請求項2記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有するブラッググレーティングとを備え、前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する分岐部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する受光部とを備え、前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 2 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range, and a Bragg grating having one reflection characteristic having a predetermined wavelength width within the inclined wavelength range of the inclined filter, provided between the light source and the inclined filter Branching the light from the light source to the inclined filter and branching the light from the inclined filter to the other, and having sensitivity within the inclined wavelength range; A light receiving unit that converts light received via the light receiving intensity into light receiving intensity, and a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into light receiving intensity by the light receiving unit. The gist of the door.

請求項3記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過・反射特性を1つ有するブラッググレーティングと、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタおよび前記ブラッググレーティングを透過した光を受光強度に変換する第1受光部とを備え、前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する分岐部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 3 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range, a Bragg grating having one transmission / reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the inclined wavelength range of the inclined filter, and having sensitivity within the inclined wavelength range A first light receiving unit that converts light transmitted through the gradient filter and the Bragg grating into received light intensity, and is provided between the light source and the gradient filter, and branches light from the light source to the gradient filter. And a branching part for branching the light from the tilted filter to the other, and having sensitivity within the tilted wavelength range, and passing through the branching part from the tilted filter The received light and a second light receiving section for converting the received light intensity Te, and summarized in that converting the variation of the physical quantity applied to the Bragg grating to the light-receiving intensity by the first and second light receiving portions.

請求項4記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過特性を1つ有するブラッググレーティングと、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記ブラッググレーティングから受光した光を受光強度に変換する第1受光部とを備え、前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光の一部を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記光源からの光を他方に分岐する分岐部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記光源から前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 4 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. A gradient filter using a slanted grating having a gradient wavelength range, a Bragg grating having one transmission characteristic of a predetermined wavelength width within the gradient wavelength range of the gradient filter, and having sensitivity within the gradient wavelength range, A first light receiving unit that converts light received from the Bragg grating into received light intensity, provided between the light source and the gradient filter, and branches a part of the light from the light source to the gradient filter, A branching portion for branching light from the light source to the other, and a sensitivity having sensitivity within the tilt wavelength range, and converting light received from the light source via the branching portion into received light intensity. And a light receiving portion, and be required to convert the variation of the physical quantity applied to the Bragg grating to the light-receiving intensity by the first and second light receiving portions.

請求項5記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過・反射特性を1つ有するブラッググレーティングとを備え、前記傾斜フィルタと前記ブラッググレーティングの間に設けられ、前記傾斜フィルタからの光を前記ブラッググレーティングに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する第1分岐部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記第1分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第1受光部と、前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する第2分岐部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記第2分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 5 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range; and a Bragg grating having one transmission / reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the inclined wavelength range of the inclined filter, wherein the inclined filter and the Bragg grating A first branching section that is provided in between and branches the light from the tilted filter to the Bragg grating and branches the light from the tilted filter to the other; and has sensitivity within the tilted wavelength range; A first light-receiving unit that converts light received from the filter through the first branching unit into received light intensity, and is provided between the light source and the gradient filter. A second branching unit for branching light from the light source to the tilted filter and for branching light from the tilted filter to the other, and having sensitivity within the tilted wavelength range; And a second light receiving unit that converts light received through the two branching units into received light intensity, and changes in physical quantity applied to the Bragg grating into received light intensity by the first and second light receiving units. And

請求項6記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過・反射特性を1つ有するブラッググレーティングとを備え、前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタと他方に分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を別の他方に分岐する分岐部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記光源から前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第1受光部と、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 6 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range; and a Bragg grating having one transmission / reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the inclined wavelength range of the inclined filter, and between the light source and the inclined filter. A branching section for branching light from the light source to the other side and branching light from the tilting filter to the other side, and having sensitivity within the tilt wavelength range, and the light source A first light receiving unit that converts light received through the branch unit into received light intensity, and has sensitivity within the tilt wavelength range, and receives light from the tilt filter through the branch unit. Provided and the second light receiving unit that converts light into received light intensity, and be required to convert the variation of the physical quantity applied to the Bragg grating to the light-receiving intensity by the first and second light receiving portions.

請求項7記載の発明は、上記課題を解決するため、前記第1及び第2受光部からそれぞれの受光強度を入力し、両者から受光強度比を算出する演算部を備えることを要旨とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the gist of the present invention is that it includes a calculation unit that inputs the received light intensity from the first and second light receiving units and calculates the received light intensity ratio from both.

請求項8記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有するブラッググレーティングと、前記傾斜フィルタの長手方向の両端を固定するとともに、前記傾斜フィルタに近い側の前記ブラッググレーティングの長手方向の片端を固定する固定基材と、前記ブラッググレーティングの他端を長手方向に移動自在に固定する移動基材とを備え、前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する受光部とを備え、前記固定基材と前記移動基材から前記ブラッググレーティングに加わる変位量を前記受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 8 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. A tilt filter using a slanted grating having a tilt wavelength range, a Bragg grating having one reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter, and both longitudinal ends of the tilt filter are fixed. A fixed base material for fixing one end in the longitudinal direction of the Bragg grating on the side close to the inclined filter, and a movable base material for fixing the other end of the Bragg grating movably in the longitudinal direction, the inclined wavelength range And a light receiving unit that converts light received from the inclined filter through the branching unit into received light intensity, and And summarized in that the converting the displacement amount applied to the Bragg grating from the moving substrate to the received light intensity by the light receiving unit.

請求項9記載の発明は、上記課題を解決するため、所定波長範囲で光を発光する光源と、前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有するブラッググレーティングと、前記傾斜フィルタの長手方向の両端を固定する第1固定基材と、前記ブラッググレーティングの長手方向の両端を固定する第2固定基材と、前記傾斜波長範囲内で感度を有する受光部とを備え、前記第2固定基材の両端から前記ブラッググレーティングに加わる温度の変動を前記受光部により受光強度に変換することを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 9 is a light source that emits light in a predetermined wavelength range, and the transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of the light received from the light source becomes longer. A tilt filter using a slanted grating having a tilt wavelength range, a Bragg grating having one reflection characteristic having a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter, and a first end that fixes both ends in the longitudinal direction of the tilt filter. A fixed substrate; a second fixed substrate that fixes both ends in the longitudinal direction of the Bragg grating; and a light-receiving unit having sensitivity within the tilt wavelength range, and the Bragg from both ends of the second fixed substrate. The gist of the invention is to convert the fluctuation of the temperature applied to the grating into the received light intensity by the light receiving unit.

請求項10記載の発明は、上記課題を解決するため、前記光源と前記受光部の間の光路途中に、前記光源と前記受光部による測定系の波長依存性を補正する補正フィルタを備えたことを要旨とする。   In order to solve the above-described problem, the invention according to claim 10 includes a correction filter that corrects the wavelength dependence of the measurement system by the light source and the light receiving unit in the middle of the optical path between the light source and the light receiving unit. Is the gist.

請求項11記載の発明は、上記課題を解決するため、前記傾斜フィルタは、スラント角度が1度から15度の範囲を有し、反射率が5%以下を有するスラント型グレーティングからなることを要旨とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 11 is characterized in that the inclined filter is composed of a slanted grating having a slant angle in a range of 1 to 15 degrees and a reflectance of 5% or less. And

本発明によれば、簡単な構成で測定精度の高い光学式物理量測定装置とすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be set as an optical physical quantity measuring apparatus with a simple structure and high measurement precision.

以下、発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。   The best mode for carrying out the invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る透過型の光学式物理量測定装置10の構成例を示す図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a transmissive optical physical quantity measuring apparatus 10 according to the first embodiment of the present invention.

図1に示すように、透過型の光学式物理量測定装置10は、後述するスラント型グレーティングの傾斜波長範囲21内で発光する光源11と、光源11から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に大きくなる傾斜波長範囲を有する傾斜フィルタを構成するスラント型グレーティング13と、スラント型グレーティング13から受光した光の傾斜波長範囲21内である波長幅の透過特性を1つ有するブラッググレーティング15と、スラント型グレーティング13の傾斜波長範囲21内でほぼ平坦な受光感度を有しブラッググレーティング15から受光した光を受光強度に変換する受光部17と、これらの光部品を光学的に連結する光導波路19a,19b,19cとから構成されている。   As shown in FIG. 1, the transmissive optical physical quantity measuring device 10 includes a light source 11 that emits light within an inclined wavelength range 21 of a slanted grating, which will be described later, and a longer wavelength of light received from the light source 11. One slant type grating 13 constituting an inclined filter having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity increases in an inclined manner, and one transmission characteristic having a wavelength width within the inclined wavelength range 21 of light received from the slanted grating 13 The Bragg grating 15, the light receiving portion 17 that has a substantially flat light receiving sensitivity within the inclined wavelength range 21 of the slanted grating 13, and converts the light received from the Bragg grating 15 into received light intensity, and these optical components are optically The optical waveguides 19a, 19b, and 19c are connected to each other.

ここで、スラント型グレーティングとは図1の13に示すように、ブラッググレーティングの格子が光伝送方向に対して垂直な面から特定のスラント角θで傾斜しているフィルタである。   Here, the slant-type grating is a filter in which the grating of the Bragg grating is inclined at a specific slant angle θ from a plane perpendicular to the light transmission direction, as indicated by 13 in FIG.

なお、使用するブラッググレーティングの半値全幅(FWHM)で傾斜フィルタのスペクトルの移動平均を計算したとき、使用する波長範囲で、単調減少あるいは単調増加する形態が存在し、いずれの形態でもこの測定系に対応できる。   In addition, when calculating the moving average of the spectrum of the gradient filter with the full width at half maximum (FWHM) of the Bragg grating used, there is a form that monotonously decreases or monotonically increases in the wavelength range to be used. Yes.

図2において、(a)は光源11の波長特性として傾斜波長範囲21内で発光することを示すグラフであり、(b)はスラント型グレーティング13の波長特性として傾斜波長範囲21内で透過光の強度が傾斜することを示すグラフであり、(c)はブラッググレーティング15の波長特性としてある波長を中心にピークを有することを示すグラフであり、(d)は受光部17の波長特性として傾斜波長範囲21内でほぼ平坦なことを示すグラフである。   2A is a graph showing light emission within the tilted wavelength range 21 as the wavelength characteristic of the light source 11, and FIG. 2B is a graph showing the transmitted light within the tilted wavelength range 21 as the wavelength characteristic of the slant grating 13. It is a graph which shows that an intensity | strength inclines, (c) is a graph which shows having a peak centering on a certain wavelength as a wavelength characteristic of the Bragg grating 15, (d) is an inclination wavelength as a wavelength characteristic of the light-receiving part 17. 6 is a graph showing that the area 21 is almost flat.

図3において、(a)は測定する物理量の変化に応じて変動する波長変動を示すグラフであり、(b)は受光部17で測定された受光強度を示すグラフである。   In FIG. 3, (a) is a graph showing the wavelength fluctuation that varies according to the change in the physical quantity to be measured, and (b) is a graph showing the received light intensity measured by the light receiving unit 17.

次に、図2,図3を参照して、透過型の光学式物理量測定装置10により物理量を測定する原理について説明する。   Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, the principle of measuring a physical quantity with the transmission optical physical quantity measuring apparatus 10 will be described.

光源11から出射された光は、図2(a)に示すように傾斜波長範囲21内でほぼ平坦な波長特性を有しており、この光がスラント型グレーティング13を透過することにより、図2(b)に示すように、光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に大きくなる。   The light emitted from the light source 11 has a substantially flat wavelength characteristic within the inclined wavelength range 21 as shown in FIG. 2A, and this light passes through the slanted grating 13 to cause the light to pass through FIG. As shown in (b), the transmitted light intensity increases in an inclined manner as the wavelength of light increases.

さらに、スラント型グレーティング13を透過した光がある波長幅の透過特性を1つ有するバンドパスフィルタの役割を果たすブラッググレーティング15を透過することにより、図2(c)に示すように、特定の波長のみが透過し、図2(d)に示すように、傾斜波長範囲21内で略平坦な波長特性を有する受光部17に入射される。この光を受光部17で検出することにより、ブラッググレーティング15の波長帯域内での光強度を測定することができる。   Further, the light transmitted through the slant-type grating 13 is transmitted through the Bragg grating 15 serving as a bandpass filter having one transmission characteristic of a certain wavelength width, so that a specific wavelength is obtained as shown in FIG. As shown in FIG. 2D, only the light is transmitted and is incident on the light receiving unit 17 having a substantially flat wavelength characteristic within the tilt wavelength range 21. By detecting this light by the light receiving unit 17, the light intensity within the wavelength band of the Bragg grating 15 can be measured.

この時、測定する物理量の変化に応じてスラント型グレーティング13あるいはブラッググレーティング15の波長特性がずれると、スラント型グレーティング13の透過損失の波長特性に従って透過光の光量が変化する。これによって、測定する物理量を光強度に変換でき、センサとして適用することができる。   At this time, when the wavelength characteristics of the slanted grating 13 or the Bragg grating 15 are shifted in accordance with the change in the physical quantity to be measured, the amount of transmitted light changes according to the wavelength characteristics of the transmission loss of the slanted grating 13. Thereby, the physical quantity to be measured can be converted into light intensity and can be applied as a sensor.

例えば、図3(a)に示すように、スラント型グレーティング13の波長特性が長波長になるに従って透過する光強度が大きくなる傾斜特性になっており、測定する物理量の変化に応じてブラッググレーティング15の波長が、λa からλb に変化したとする。この時、図3(b)に示すように、受光部17において測定された光強度が波長変動量を示している。 For example, as shown in FIG. 3A, the slanted grating 13 has a gradient characteristic in which the transmitted light intensity increases as the wavelength characteristic becomes longer, and the Bragg grating 15 changes according to the change in the physical quantity to be measured. Is changed from λ a to λ b . At this time, as shown in FIG. 3B, the light intensity measured in the light receiving unit 17 indicates the amount of wavelength variation.

もちろん、ブラッググレーティング15とスラント型グレーティング13の相対的な波長関係が変化すれば、その波長変化を受光部17で測定される光強度の変化に変換できる。このため、ブラッググレーティング15の波長λが固定され、スラント型グレーティング13の波長特性が変化する場合、あるいは測定する物理量の変化によりブラッググレーティング15とスラント型グレーティング13が異なる波長変動を示す場合も、同様の結果が得られる。   Of course, if the relative wavelength relationship between the Bragg grating 15 and the slanted grating 13 changes, the wavelength change can be converted into a change in light intensity measured by the light receiving unit 17. Therefore, when the wavelength λ of the Bragg grating 15 is fixed and the wavelength characteristics of the slanted grating 13 change, or when the Bragg grating 15 and the slanted grating 13 exhibit different wavelength fluctuations due to changes in the physical quantity to be measured, the same applies. Result is obtained.

第1の実施の形態のような構成とすることで、前述した特許文献1、特許文献2、特許文献3に示されている方法で必要とされた波長スペクトルを測定する機器が不必要となり、簡単に装置を構成することが可能となる。   By adopting the configuration as in the first embodiment, a device for measuring the wavelength spectrum required by the method described in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 described above becomes unnecessary. The apparatus can be configured easily.

さらに、傾斜フィルタにスラント型グレーティング13を用いることで、傾斜フィルタとブラッググレーティング15の温度変化による波長変動がほぼ同じ特性を示すため、スラント型グレーティング13とブラッググレーティング15の温度が変化しても、2つのグレーティングの相対的な波長関係は変化しない。このため特別な温度補償構造にしなくても、温度変化による受光部17での光強度が変化しない構造とすることができる。   Further, by using the slant type grating 13 for the gradient filter, the wavelength variation due to the temperature change of the gradient filter and the Bragg grating 15 shows almost the same characteristics. Therefore, even if the temperature of the slant type grating 13 and the Bragg grating 15 changes, The relative wavelength relationship between the two gratings does not change. For this reason, even if it does not make a special temperature compensation structure, it can be set as the structure where the light intensity in the light-receiving part 17 by a temperature change does not change.

このため、測定する物理量がグレーティングの歪みとして伝わる歪みセンサとして用いた場合、特許文献1、特許文献2、特許文献3に示されている方法で必要とされた温度補償するためのブラッググレーティングを別途用意する必要が無くなり、装置構成が簡潔で安く高精度のセンサを構成することができる。   For this reason, when used as a strain sensor in which the physical quantity to be measured is transmitted as the strain of the grating, a Bragg grating for temperature compensation required by the methods shown in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 is separately provided. There is no need to prepare, and a highly accurate sensor can be configured with a simple and inexpensive apparatus configuration.

本発明によれば、傾斜フィルタをスラント型グレーティングとすることで、傾斜フィルタでの反射を小さくすることが可能となる。これにより、特許文献4に示されているファイバブラッググレーティングを2つ組み合わせる方法では不可能であった波長変動による光強度変化の変化量の範囲を広くとることが可能となり、測定精度を向上することができる構成を得られる。   According to the present invention, it is possible to reduce the reflection at the inclined filter by using the slanted grating as the inclined filter. As a result, it is possible to widen the range of change in light intensity due to wavelength variation, which was impossible with the method of combining two fiber Bragg gratings disclosed in Patent Document 4, and to improve measurement accuracy. Can be obtained.

また、グレーティング間での多重反射の影響も小さくできることも本構成による測定精度向上に寄与することができる。   In addition, the fact that the influence of multiple reflections between gratings can be reduced can also contribute to the improvement of measurement accuracy by this configuration.

なお、多重反射とは、グレーティングの間で何度も反射するような現象を意味しており、通常のFBG(光ファイバグレーティング)を二つ直列につなげると、それぞれのグレーティングで反射があるため、繰り返し反射が起こる。一方、スラント型グレーティングの場合、FBGに比べ反射が小さいため、FBGと組み合わせてもそのような現象は起きにくくなる。   In addition, multiple reflection means a phenomenon in which reflection is repeated many times between the gratings. When two ordinary FBGs (optical fiber gratings) are connected in series, there is reflection in each grating. Repeated reflections occur. On the other hand, in the case of a slant type grating, since the reflection is smaller than that of the FBG, such a phenomenon hardly occurs even when combined with the FBG.

本発明の光学式物理量測定装置により測定が可能な物理量としては、その物理量の変化によりグレーティングの波長特性が変化すればよく、例えば、温度、圧力、歪み、距離などが挙げられる。   As a physical quantity that can be measured by the optical physical quantity measuring apparatus of the present invention, it is sufficient that the wavelength characteristic of the grating changes due to a change in the physical quantity, and examples thereof include temperature, pressure, strain, distance, and the like.

[第2の実施の形態]
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る反射型の光学式物理量測定装置30の構成例を示す図である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the reflective optical physical quantity measuring device 30 according to the second embodiment of the present invention.

図4に示すように、反射型の光学式物理量測定装置30の特徴は、図1に示す第1の実施の形態に加えて、光源11とスラント型グレーティング13との間に、光の進行方向を分岐するビームスプリッタ31を設け、スラント型グレーティング13を一回透過した後にブラッググレーティング15で反射された光が再びスラント型グレーティング13を透過し、スラント型グレーティング13から出射されビームスプリッタ31で分岐した光を受光部33で受光して受光部33において測定された光強度を波長変動量とすることにある。なお、それらの部品は、光導波路35a,35b,35c,35d,35eにより光学的に連結されている。   As shown in FIG. 4, the reflection type optical physical quantity measuring device 30 is characterized in that the traveling direction of light between the light source 11 and the slanted grating 13 in addition to the first embodiment shown in FIG. The beam splitter 31 is provided to branch the beam, and the light reflected by the Bragg grating 15 after passing through the slant grating 13 once passes through the slant grating 13 again, is emitted from the slant grating 13, and is branched by the beam splitter 31. The light intensity is measured by the light receiving unit 33 when the light is received by the light receiving unit 33. These components are optically connected by optical waveguides 35a, 35b, 35c, 35d, and 35e.

図5において、(a)は光源11の波長特性を示すグラフであり、(b)はスラント型グレーティング13の波長特性を示すグラフであり、(c)はブラッググレーティング15の波長特性を示すグラフであり、スラント型グレーティング13から受光した光の傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有しており、(d)は受光部33の波長特性を示すグラフである。   5A is a graph showing the wavelength characteristics of the light source 11, FIG. 5B is a graph showing the wavelength characteristics of the slanted grating 13, and FIG. 5C is a graph showing the wavelength characteristics of the Bragg grating 15. The graph shows the wavelength characteristic of the light receiving unit 33, which has one reflection characteristic having a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the light received from the slanted grating 13. FIG.

次に、図4,図5を参照して、この光学式物理量測定装置30により物理量を測定する原理について説明する。   Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the principle of measuring a physical quantity with the optical physical quantity measuring device 30 will be described.

光源11から出射された光は、図5(a)に示すように傾斜波長範囲37内でほぼ平坦な波長特性を有しており、この光がビームスプリッタ31でスラント型グレーティング13の方向に分岐され、ビームスプリッタ31で分岐された光がスラント型グレーティング13を透過することにより、図5(b)に示すように、波長によって異なる損失が発生して波長に依存した光強度となる。   The light emitted from the light source 11 has a substantially flat wavelength characteristic within the inclined wavelength range 37 as shown in FIG. 5A, and this light is branched in the direction of the slanted grating 13 by the beam splitter 31. Then, when the light branched by the beam splitter 31 is transmitted through the slanted grating 13, as shown in FIG. 5B, a loss that varies depending on the wavelength is generated and the light intensity depends on the wavelength.

さらに、この光がある波長幅の反射特性を1つ有するバンドパスフィルタの役割を果たすブラッググレーティング15の内部で反射されることにより、図5(c)に示すように、特定の波長のみが反射される一方、ブラッググレーティング15の内部で反射されなかった波長の光はそのまま透過して光導波路35dから外部に出射される。   Furthermore, as shown in FIG. 5C, only a specific wavelength is reflected by being reflected inside the Bragg grating 15 that functions as a bandpass filter having one reflection characteristic of a certain wavelength width. On the other hand, the light having a wavelength that is not reflected inside the Bragg grating 15 is transmitted as it is and emitted to the outside from the optical waveguide 35d.

そして、ブラッググレーティング15の内部で反射された特定波長の光は、再度、スラント型グレーティング13を透過してビームスプリッタ31に入射され、ビームスプリッタ31で受光部33の方向に分岐されて受光部33に入射される。すなわち、図5(d)に示すように、傾斜波長範囲37内で略平坦な波長特性を有する受光部33に入射される。この光を受光部33で検出することにより、ブラッググレーティング15の波長帯域内での光強度を測定することができる。   The light having a specific wavelength reflected inside the Bragg grating 15 is again transmitted through the slanted grating 13 and incident on the beam splitter 31, and is branched in the direction of the light receiving unit 33 by the beam splitter 31. Is incident on. That is, as shown in FIG. 5D, the light is incident on the light receiving unit 33 having a substantially flat wavelength characteristic within the inclined wavelength range 37. By detecting this light with the light receiving unit 33, the light intensity within the wavelength band of the Bragg grating 15 can be measured.

この時、測定する物理量の変化に応じてスラント型グレーティング13あるいはブラッググレーティング15の波長特性がずれると、スラント型グレーティング13の透過損失の波長特性に従って透過光の光量が変化する。これによって、測定する物理量を光強度に変換でき、センサとして適用することができる。   At this time, when the wavelength characteristics of the slanted grating 13 or the Bragg grating 15 are shifted in accordance with the change in the physical quantity to be measured, the amount of transmitted light changes according to the wavelength characteristics of the transmission loss of the slanted grating 13. Thereby, the physical quantity to be measured can be converted into light intensity and can be applied as a sensor.

例えば、図3(a)に示すように、スラント型グレーティング13の波長特性が傾斜特性になっており、測定する物理量の変化に応じてブラッググレーティング15の波長が、λa からλb に変化したとする。この時、図3(b)に示すように、受光部33において測定された光強度が波長変動量を示している。 For example, as shown in FIG. 3A, the wavelength characteristic of the slanted grating 13 is an inclination characteristic, and the wavelength of the Bragg grating 15 is changed from λ a to λ b according to the change of the physical quantity to be measured. And At this time, as shown in FIG. 3B, the light intensity measured in the light receiving unit 33 indicates the amount of wavelength variation.

もちろん、ブラッググレーティング15とスラント型グレーティング13の相対的な波長関係が変化すれば、その波長変化を受光部33で測定される光強度の変化に変換できる。このため、ブラッググレーティング15の波長λが固定され、スラント型グレーティング13の波長特性が変化する場合、あるいは測定する物理量の変化によりブラッググレーティング15とスラント型グレーティング13が異なる波長変動を示す場合も、同様の結果が得られる。   Of course, if the relative wavelength relationship between the Bragg grating 15 and the slanted grating 13 changes, the wavelength change can be converted into a change in light intensity measured by the light receiving unit 33. Therefore, when the wavelength λ of the Bragg grating 15 is fixed and the wavelength characteristics of the slanted grating 13 change, or when the Bragg grating 15 and the slanted grating 13 exhibit different wavelength fluctuations due to changes in the physical quantity to be measured, the same applies. Result is obtained.

第2の実施の形態のような構成とすることで、前述した特許文献1、特許文献2、特許文献3に示されている方法で必要とされた波長スペクトルを測定する機器が不必要となり、簡単に装置を構成することが可能となる。さらに、傾斜フィルタにスラント型グレーティング13を用いることで、傾斜フィルタとブラッググレーティング15の温度変化による波長変動がほぼ同じ特性を示すため、スラント型グレーティング13とブラッググレーティング15の温度が変化しても、2つのグレーティングの相対的な波長関係は変化しない。このため、特別な温度補償構造にしなくても、温度変化による受光部33での光強度が変化しない構造とすることができる。   By adopting the configuration as in the second embodiment, a device for measuring the wavelength spectrum required by the method described in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 described above becomes unnecessary. The apparatus can be configured easily. Further, by using the slant type grating 13 for the gradient filter, the wavelength variation due to the temperature change of the gradient filter and the Bragg grating 15 shows almost the same characteristics. Therefore, even if the temperature of the slant type grating 13 and the Bragg grating 15 changes, The relative wavelength relationship between the two gratings does not change. For this reason, even if it does not use a special temperature compensation structure, it can be set as the structure where the light intensity in the light-receiving part 33 by a temperature change does not change.

このため、測定する物理量がグレーティングの歪みとして伝わる歪みセンサとして用いた場合、特許文献1、特許文献2、特許文献3に示されている方法で必要とされた温度補償するためのブラッググレーティングを別途用意する必要が無くなり、装置構成が簡潔で安く高精度のセンサとすることができる。   For this reason, when used as a strain sensor in which the physical quantity to be measured is transmitted as the strain of the grating, a Bragg grating for temperature compensation required by the methods shown in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 is separately provided. There is no need to prepare the sensor, and the apparatus configuration is simple, and a highly accurate sensor can be obtained.

本発明によれば、傾斜フィルタをスラント型グレーティングとすることで、傾斜フィルタでの反射を小さくすることが可能となる。これにより、特許文献4に示されているファイバブラッググレーティングを2つ組み合わせる方法では不可能であった波長変動による光強度変化の変化量の範囲を広くとることが可能となり、測定精度が上がる構成とできる。また、グレーティング間での多重反射の影響も小さくできることも本方法による測定精度向上に寄与する。   According to the present invention, it is possible to reduce the reflection at the inclined filter by using the slanted grating as the inclined filter. As a result, it is possible to widen the range of the amount of change in light intensity due to wavelength fluctuations, which was impossible with the method of combining two fiber Bragg gratings disclosed in Patent Document 4, and the measurement accuracy is improved. it can. Further, the influence of multiple reflections between the gratings can be reduced, which contributes to improvement in measurement accuracy by this method.

本発明を用い測定する物理量としては、その物理量の変化によりグレーティングの波長特性が変化する構造とすることで様々な物理量を測定することが可能となるが、例えば、温度、圧力、歪み、距離などが挙げられる。   As a physical quantity to be measured using the present invention, various physical quantities can be measured by adopting a structure in which the wavelength characteristic of the grating changes due to the change in the physical quantity. For example, temperature, pressure, strain, distance, etc. Is mentioned.

[光導波路について]
上述した第1および第2の実施の形態において、光導波路19a〜19c,35a〜35eの一部あるいは全部が光ファイバであってもよい。
[About optical waveguide]
In the first and second embodiments described above, some or all of the optical waveguides 19a to 19c and 35a to 35e may be optical fibers.

光導波路を光ファイバとすることで、光を長距離伝送することが可能となり、遠隔点でのセンシングが可能となる。特に、光源11や受光部17,33は電源を必要とし、また電磁ノイズにも弱い。これに対して、スラント型グレーティング13やブラッググレーティング15は電源が必要でなく、電磁ノイズにも強いため、実際に物理量を測定する点にグレーティング部のみを設置することで、周囲の状態によらず安定した測定が可能となる。   By using an optical fiber as the optical waveguide, light can be transmitted over a long distance, and sensing at a remote point becomes possible. In particular, the light source 11 and the light receiving units 17 and 33 require a power source and are also susceptible to electromagnetic noise. On the other hand, the slanted grating 13 and the Bragg grating 15 do not require a power source, and are resistant to electromagnetic noise. Therefore, by installing only the grating part at the point where the physical quantity is actually measured, it is possible regardless of the surrounding conditions. Stable measurement is possible.

例えば、センシング部分つまりグレーティング部分と光源11および受光部品の距離を1メートル以上離すことができ、センシング部分で発生するノイズによる光源11や受光部17,33およびそれらを解析する電子回路部への影響を小さくすることができる。   For example, the distance between the sensing portion, that is, the grating portion, the light source 11 and the light receiving component can be separated by 1 meter or more, and the noise generated in the sensing portion affects the light source 11 and the light receiving portions 17 and 33 and the electronic circuit portion that analyzes them. Can be reduced.

また、光ファイバは光通信用として広く普及していることから、価格も安く調達も容易であるという利点もある。   In addition, since optical fibers are widely used for optical communications, there is an advantage that they are inexpensive and easy to procure.

この様な例としては、トンネル内や崖などの歪みを測定する場合や、建物の歪みを測定する場合や、水位を測定するために圧力センサとして用いる場合や、大型発電機の歪みを測定する場合などが挙げられる。   Examples of this include measuring strain in tunnels and cliffs, measuring building strains, using pressure sensors to measure water levels, and measuring strain on large generators. Cases.

使用する光ファイバは、石英系ガラスやポリマー系など様々な材料の光ファイバを用いることが可能であるが、使用する波長帯域においてシングルモードであることが望ましい。これは、マルチモードファイバであると異なるモードで異なる波長特性を有するため、測定精度が安定しないからである。   As the optical fiber to be used, optical fibers made of various materials such as quartz glass and polymer can be used. However, it is desirable that the optical fiber be single mode in the wavelength band to be used. This is because a multi-mode fiber has different wavelength characteristics in different modes, and measurement accuracy is not stable.

[スラント型グレーティングおよびブラッググレーティングについて]
上述した第1および第2の実施の形態において、スラント型グレーティング13およびブラッググレーティング15が作製されている光導波路が、光ファイバであってもよい。
[About slant type grating and Bragg grating]
In the first and second embodiments described above, the optical waveguide in which the slanted grating 13 and the Bragg grating 15 are manufactured may be an optical fiber.

スラント型グレーティングおよびブラッググレーティングを通信用として広く普及している光ファイバを用いて作製することにより、安価な光部品とすることができる。また、光ファイバは通常直径約125μmφと細いため、ファイバの張力変化による変形量が大きくできることから、感度の良いセンサとすることが容易である。また、各部品をつなぐ光導波路も光ファイバで作製することにより、接続による損失なども低減できるという利点がある。   By manufacturing the slanted grating and the Bragg grating using an optical fiber widely used for communication, an inexpensive optical component can be obtained. Further, since the optical fiber is usually thin with a diameter of about 125 μmφ, the amount of deformation due to a change in the tension of the fiber can be increased, so that it is easy to obtain a highly sensitive sensor. In addition, there is an advantage that the loss due to the connection can be reduced by manufacturing the optical waveguide connecting the components with the optical fiber.

[スラント型グレーティングおよびブラッググレーティングの基材について]
上述した第1および第2の実施の形態において、スラント型グレーティング13およびブラッググレーティング15が作製されている光ファイバが異なる線膨張係数を有する基材に固定されていてもよい。
[Substrate for slanted and Bragg gratings]
In the first and second embodiments described above, the optical fibers on which the slanted grating 13 and the Bragg grating 15 are manufactured may be fixed to base materials having different linear expansion coefficients.

スラント型グレーティングとブラッググレーティングを線膨張係数の異なる基材に固定することにより、温度変化による各グレーティングの波長変動量を変えることが可能となる。このため、温度センサへの応用が容易に可能である。   By fixing the slant type grating and the Bragg grating to the base materials having different linear expansion coefficients, it becomes possible to change the wavelength fluctuation amount of each grating due to the temperature change. For this reason, application to a temperature sensor is easily possible.

[スラント型グレーティングの反射率]
上述した第1および第2の実施の形態において、使用する傾斜波長範囲21でのスラント型グレーティングの反射率は、5%以下であることが好ましい。
[Reflectance of slanted grating]
In the first and second embodiments described above, the reflectance of the slanted grating in the tilt wavelength range 21 to be used is preferably 5% or less.

回折格子が光の伝搬方向に対して垂直な通常のブラッググレーティングと比較し、回折格子が傾斜しているスラント型グレーティング13は、反射光強度を小さくすることができる。特に、スラント角θを適切に設定してその反射率を5%以下にすることで、スラント型グレーティング13からの反射光による測定精度への影響をほとんどなくすことができ、精度のよい測定が可能となる。   Compared with a normal Bragg grating in which the diffraction grating is perpendicular to the light propagation direction, the slanted grating 13 in which the diffraction grating is inclined can reduce the reflected light intensity. In particular, by appropriately setting the slant angle θ and setting the reflectance to 5% or less, the influence of the reflected light from the slanted grating 13 on the measurement accuracy can be almost eliminated, and accurate measurement is possible. It becomes.

また、ブラッググレーティング15とスラント型グレーティング13との間での多重反射の影響も小さくできる。なお、反射率を5%以下とするために必要なスラント角度θは、使用する光導波路の形状にもよるが、1度から15度程度の範囲であり、この範囲を逸脱すると、反射率が5%以上になってしまう。   In addition, the influence of multiple reflection between the Bragg grating 15 and the slanted grating 13 can be reduced. Note that the slant angle θ necessary for setting the reflectance to 5% or less depends on the shape of the optical waveguide to be used, but is in the range of about 1 to 15 degrees. It becomes 5% or more.

[第3の実施の形態]
図6は、本発明の第3の実施の形態に係る透過反射型の光学式物理量測定装置40の構成例を示す図である。
[Third Embodiment]
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a transmission / reflection type optical physical quantity measuring apparatus 40 according to the third embodiment of the present invention.

図6に示すように、透過反射型の光学式物理量測定装置40の特徴は、図4に示す第2の実施の形態に加えて、ブラッググレーティング15を透過した光を光導波路35dを介して受光部17で受光し、受光部17,33からそれぞれの受光強度を演算部41に入力して両者からの受光強度比を算出することにある。なお、演算部41には内部にA/D変換器が2つ設けられており、受光部17,33から入力したそれぞれの受光強度を表す電圧信号をA/D変換器により電圧データに変換し、両者の電圧データの比を演算することで受光強度比を算出している。   As shown in FIG. 6, in addition to the second embodiment shown in FIG. 4, the transmission / reflection type optical physical quantity measuring device 40 receives the light transmitted through the Bragg grating 15 through the optical waveguide 35d. The light receiving unit 17 receives light and inputs the received light intensity from the light receiving units 17 and 33 to the calculation unit 41 to calculate the ratio of received light intensity from both. The arithmetic unit 41 is provided with two A / D converters inside, and voltage signals representing the respective received light intensities inputted from the light receiving units 17 and 33 are converted into voltage data by the A / D converter. The received light intensity ratio is calculated by calculating the ratio of the voltage data of the two.

特に、ブラッググレーティング15は、スラント型グレーティング13から受光した光の傾斜波長範囲内である波長幅の透過・反射特性を1つ有しており、スラント型グレーティング13およびブラッググレーティング15を透過した光を受光部17で受光する一方、ブラッググレーティング15で反射されスラント型グレーティング13からビームスプリッタ31で分岐された反射光を受光部33で受光し、演算部41では、受光部17,33での二つの光強度から受光強度比を算出して光源11の光強度を補正するものである。   In particular, the Bragg grating 15 has one transmission / reflection characteristic having a wavelength width within the tilt wavelength range of the light received from the slant-type grating 13, and the light transmitted through the slant-type grating 13 and the Bragg grating 15. While the light receiving unit 17 receives light, the reflected light that is reflected by the Bragg grating 15 and branched from the slanted grating 13 by the beam splitter 31 is received by the light receiving unit 33, and the calculation unit 41 receives two light beams from the light receiving units 17 and 33. The received light intensity ratio is calculated from the light intensity to correct the light intensity of the light source 11.

透過光により光源11の強度変化を受光部17で測定しているので、反射光の強度変化のうち光源11での光強度変化を補正することが可能となり、精度良く安定した測定が可能となる。   Since the light receiving unit 17 measures the intensity change of the light source 11 by the transmitted light, the light intensity change at the light source 11 out of the intensity change of the reflected light can be corrected, and accurate and stable measurement is possible. .

ここで、ビームスプリッタ31の透過率をbT(λ)、分岐率をbR(λ)、スラント型グレーティング13での損失をS(λ)、ブラッググレーティング15での反射率をfR(λ)、光源11のパワーをP(λ)とすると、受光部17,33でのそれぞれの光強度P1 ,P2 は、

Figure 2006029995
Figure 2006029995
Here, the transmittance of the beam splitter 31 is b T (λ), the branching rate is b R (λ), the loss in the slanted grating 13 is S (λ), and the reflectance in the Bragg grating 15 is f R (λ ) If the power of the light source 11 is P (λ), the respective light intensities P 1 and P 2 at the light receiving portions 17 and 33 are
Figure 2006029995
Figure 2006029995

と書くことができる。ここで、bT(λ),bR(λ)は定数であり、予め測定しておくことで積分の外に出すことができる。 Can be written. Here, b T (λ) and b R (λ) are constants and can be taken out of the integration by measuring in advance.

また、使用波長帯域内において光源11の波長依存性が無視できる場合、パワーP(λ)も積分の外に出せる。従って、光強度P1 ,P2 の比をとることにより、

Figure 2006029995
Further, when the wavelength dependence of the light source 11 can be ignored within the used wavelength band, the power P (λ) can be out of the integration. Therefore, by taking the ratio of the light intensities P 1 and P 2 ,
Figure 2006029995

となり、パワーP(λ)を式から消去することができることから、光源11の強度変動による影響を補正することが可能となる。 Thus, since the power P (λ) can be eliminated from the equation, it is possible to correct the influence due to the intensity variation of the light source 11.

[第4の実施の形態]
図7は、本発明の第4の実施の形態に係る透過型の光学式物理量測定装置50の構成例を示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a transmissive optical physical quantity measuring device 50 according to the fourth embodiment of the present invention.

図7に示すように、透過型の光学式物理量測定装置50の特徴は、図6に示す第3の実施の形態に対して、ビームスプリッタ31の内部にある透過・反射面の異なるビームスプリッタ51を設けたことにある。特に、光源11からスラント型グレーティング13およびブラッググレーティング15へ光を入射するための光導波路35a,35bの途中に導波光の一部を分岐するビームスプリッタ51を挿入し、分岐した光の強度を受光部33で測定することにより光源11の強度に変換することにある。   As shown in FIG. 7, the transmissive optical physical quantity measuring device 50 is different from the third embodiment shown in FIG. 6 in that a beam splitter 51 having a different transmission / reflection surface inside the beam splitter 31 is used. It is in having established. In particular, a beam splitter 51 for branching a part of the guided light is inserted in the middle of the optical waveguides 35a and 35b for entering light from the light source 11 to the slanted grating 13 and the Bragg grating 15, and the intensity of the branched light is received. It is to convert the intensity of the light source 11 by measuring at the unit 33.

ここで、ビームスプリッタ51の透過率をbT(λ)、分岐率をbR(λ)、スラント型グレーティング13での損失をS(λ)、ブラッググレーティング15での反射率をfR(λ)とし、光源11のパワーをP(λ)とすると、受光部17,33でのそれぞれの光強度P1 ,P2 は、

Figure 2006029995
Figure 2006029995
Here, the transmittance of the beam splitter 51 is b T (λ), the branching rate is b R (λ), the loss in the slanted grating 13 is S (λ), and the reflectance in the Bragg grating 15 is f R (λ ) And the power of the light source 11 is P (λ), the respective light intensities P 1 and P 2 at the light receiving portions 17 and 33 are
Figure 2006029995
Figure 2006029995

と書くことができる。 Can be written.

ここで、透過率bT(λ),bR(λ)は定数であり、予め測定しておくことで積分の外に出すことができる。 Here, the transmittances b T (λ) and b R (λ) are constants and can be taken out of the integration by measuring in advance.

また、使用波長帯域内において光源11の波長依存性が無視できる場合、パワーP(λ)も積分の外に出せる。従って、光強度P1 ,P2 の比をとることにより、

Figure 2006029995
Further, when the wavelength dependence of the light source 11 can be ignored within the used wavelength band, the power P (λ) can be out of the integration. Therefore, by taking the ratio of the light intensities P 1 and P 2 ,
Figure 2006029995

となり、パワーPを式から消去することができることから、光源11の強度変動による影響を補正することが可能となる。 Thus, since the power P can be eliminated from the equation, it is possible to correct the influence due to the intensity variation of the light source 11.

[第5の実施の形態]
図8は、本発明の第5の実施の形態に係る反射型の光学式物理量測定装置55の構成例を示す図である。
[Fifth Embodiment]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a reflective optical physical quantity measuring device 55 according to the fifth embodiment of the present invention.

図8に示すように、反射型の光学式物理量測定装置55の特徴は、図6に示す第3の実施の形態に対して、光導波路35cの途中にビームスプリッタ57を設け、ビームスプリッタ57で分岐した光を受光部59で計測することにある。   As shown in FIG. 8, the reflective optical physical quantity measuring device 55 is different from the third embodiment shown in FIG. 6 in that a beam splitter 57 is provided in the middle of the optical waveguide 35c. The branched light is to be measured by the light receiving unit 59.

特に、光源11からスラント型グレーティング13を介してブラッググレーティング15へ光を入射するための光導波路35c,35dの途中に導波光の一部を分岐するビームスプリッタ57を挿入し、ビームスプリッタ57で分岐した光の強度を受光部59で測定することにより光源11の強度に変換することにある。   In particular, a beam splitter 57 for branching a part of the guided light is inserted in the middle of the optical waveguides 35 c and 35 d for allowing light to enter the Bragg grating 15 from the light source 11 through the slanted grating 13 and branched by the beam splitter 57. The light intensity is converted into the intensity of the light source 11 by measuring the intensity of the light with the light receiving unit 59.

ここで、最初のビームスプリッタ31の透過率をbT1(λ)、分岐率をbR1(λ)、二つ目のビームスプリッタ57の透過率をbT2(λ)、分岐率をbR2(λ)、スラント型グレーティング13での損失をS(λ)、ブラッググレーティング15での反射率をfR(λ)とし、光源11のパワーをP(λ)とすると、受光部33,59でのそれぞれの光強度P1 ,P2 は、

Figure 2006029995
Figure 2006029995
Here, the transmittance of the first beam splitter 31 is b T1 (λ), the branching rate is b R1 (λ), the transmittance of the second beam splitter 57 is b T2 (λ), and the branching rate is b R2 ( λ), the loss at the slanted grating 13 is S (λ), the reflectance at the Bragg grating 15 is f R (λ), and the power of the light source 11 is P (λ). The respective light intensities P 1 and P 2 are
Figure 2006029995
Figure 2006029995

と書くことができる。 Can be written.

ここで、bT1(λ),bR1(λ),bT2(λ),bR2(λ)は定数であり、予め測定しておくことで積分の外に出すことができる。また、使用波長帯域内において光源11の波長依存性が無視できる場合、パワーP(λ)も積分の外に出せる。従って、光強度P1 ,P2 の比をとることにより、

Figure 2006029995
Here, b T1 (λ), b R1 (λ), b T2 (λ), and b R2 (λ) are constants and can be taken out of the integration by measuring in advance. Further, when the wavelength dependence of the light source 11 can be ignored within the used wavelength band, the power P (λ) can be out of the integration. Therefore, by taking the ratio of the light intensities P 1 and P 2 ,
Figure 2006029995

となり、パワーPを式から消去することができることから、光源の強度変動による影響を補正することが可能となる。 Thus, since the power P can be eliminated from the equation, it is possible to correct the influence due to the intensity variation of the light source.

なお、光分岐に用いるビームスプリッタ57としては、光ファイバを溶融延伸した方向性結合器型の光カップラなどが使用できる。   As the beam splitter 57 used for optical branching, a directional coupler type optical coupler obtained by melting and stretching an optical fiber can be used.

[第6の実施の形態]
図9は、本発明の第6の実施の形態に係る透過反射型の光学式物理量測定装置60の構成例を示す図である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a transmission / reflection type optical physical quantity measuring apparatus 60 according to the sixth embodiment of the present invention.

図9に示すように、透過反射型の光学式物理量測定装置60の特徴は、図4に示す第2の実施の形態に対して、光導波路35a,35bの途中に光カプラ61を設け、光カプラ61で分岐した光を受光部63,65で計測することにある。特に、光源11からの光を分岐する光カプラ61を用い、ブラッググレーティング15からの反射光も分岐し反射光強度を受光部63で測定することにある。   As shown in FIG. 9, the transmission / reflection type optical physical quantity measuring device 60 is different from the second embodiment shown in FIG. 4 in that an optical coupler 61 is provided in the middle of the optical waveguides 35a and 35b. The light branched by the coupler 61 is to be measured by the light receiving parts 63 and 65. In particular, the optical coupler 61 that branches the light from the light source 11 is used, the reflected light from the Bragg grating 15 is also branched, and the reflected light intensity is measured by the light receiving unit 63.

ここで、光カプラ61の透過率をT(λ)、スラント型グレーティング13での損失をS(λ)、ブラッググレーティング15での反射率をfR(λ)とし、光源11のパワーをP(λ)とすると、受光部63,65でのそれぞれの光強度P1 ,P2 は、

Figure 2006029995
Figure 2006029995
Here, the transmittance of the optical coupler 61 is T (λ), the loss at the slanted grating 13 is S (λ), the reflectance at the Bragg grating 15 is f R (λ), and the power of the light source 11 is P ( λ), the respective light intensities P 1 and P 2 at the light receiving parts 63 and 65 are
Figure 2006029995
Figure 2006029995

と書くことができる。 Can be written.

ここで、T(λ)は定数であり、予め測定しておくことで積分の外に出すことができる。また、使用波長帯域内において光源11の波長依存性が無視できる場合、パワーP(λ)も積分の外に出せる。従って、光強度P1 ,P2 の比をとることにより、

Figure 2006029995
Here, T (λ) is a constant and can be taken out of the integration by measuring in advance. Further, when the wavelength dependence of the light source 11 can be ignored within the used wavelength band, the power P (λ) can be out of the integration. Therefore, by taking the ratio of the light intensities P 1 and P 2 ,
Figure 2006029995

となり、パワーPを式から消去することができることから、光源11の強度変動による影響を補正することが可能となる。 Thus, since the power P can be eliminated from the equation, it is possible to correct the influence due to the intensity variation of the light source 11.

この様な光カプラ61としては、光ファイバを溶融延伸した方向性結合器型光カプラなどが使用できる。   As such an optical coupler 61, a directional coupler type optical coupler obtained by melting and stretching an optical fiber can be used.

透過光および反射光を同時に分岐する光カプラ61を用いることで、光源11の光強度の変化を、物理量の変化による光強度変化を一つの部品で同時に分岐することが可能となるため、部品点数が少なくなり安価でしかも精度の良い構成とすることができる。   By using the optical coupler 61 that branches the transmitted light and the reflected light at the same time, it is possible to branch the light intensity change of the light source 11 and the light intensity change due to the change of the physical quantity simultaneously with one component. Therefore, it is possible to obtain a low-cost and highly accurate configuration.

[第7の実施の形態]
図10は、本発明の第7の実施の形態に係る透過型の光学式物理量測定装置70の構成例を示す図である。
[Seventh Embodiment]
FIG. 10 is a diagram showing a configuration example of a transmissive optical physical quantity measuring device 70 according to the seventh embodiment of the present invention.

図10に示すように、透過型の光学式物理量測定装置70の特徴は、図1に示す第1の実施の形態に対して、光源11の直後の光導波路19a,19bの途中に、使用する光学部品の波長依存性を補正する補正フィルタ71を挿入することにある。   As shown in FIG. 10, the transmissive optical physical quantity measuring device 70 is used in the middle of the optical waveguides 19a and 19b immediately after the light source 11, as compared with the first embodiment shown in FIG. The purpose is to insert a correction filter 71 for correcting the wavelength dependency of the optical component.

ここで、図11に示す補正フィルタの波長特性を参照して、補正フィルタ71を挿入したことによる効果を説明する。   Here, with reference to the wavelength characteristic of the correction filter shown in FIG. 11, the effect of inserting the correction filter 71 will be described.

図11(a)は光源11の強度が波長依存性を有することを示しており、図11(b)は受光部17の感度が波長依存性を有することを示している。ここで、光源11の強度の波長依存性と、受光部17の感度の波長依存性を掛け合わせると、図11(c)に示すように、測定系の波長依存性となる。   FIG. 11A shows that the intensity of the light source 11 has wavelength dependency, and FIG. 11B shows that the sensitivity of the light receiving unit 17 has wavelength dependency. Here, when the wavelength dependency of the intensity of the light source 11 is multiplied by the wavelength dependency of the sensitivity of the light receiving unit 17, the wavelength dependency of the measurement system is obtained as shown in FIG.

このような測定系の波長依存性がほぼ平坦な波長特性に補正するには、図11(c)に示すよな測定系の波長依存性を打ち消すことが可能な損失特性を有する補正フィルタ71を光導波路19a,19bの途中に挿入ればよい。   In order to correct the wavelength dependence of the measurement system to a substantially flat wavelength characteristic, a correction filter 71 having a loss characteristic capable of canceling the wavelength dependence of the measurement system as shown in FIG. What is necessary is just to insert in the middle of the optical waveguides 19a and 19b.

すなわち、補正フィルタ71は図11(d)に示すような透過率の波長依存性を有していればよく、このような補正フィルタ71を光導波路19a,19bの途中に挿入すれば、図11(e)に示すように、使用範囲内での波長依存性を小さくほぼ平坦にすることができる。   That is, the correction filter 71 only needs to have the wavelength dependency of transmittance as shown in FIG. 11D. If such a correction filter 71 is inserted in the middle of the optical waveguides 19a and 19b, FIG. As shown in (e), the wavelength dependence within the use range can be made small and almost flat.

これによりスラント型グレーティング13とブラッググレーティング15の波長が同時に変化するような外乱が生じた場合でも、受光部17での測定強度を一定に保つことができるため、精度のよい測定が可能となる。使用帯域内での波長依存性は、小さいほど望ましく、特に、補正後の波長依存性が10%(0.5dB)以下に抑えられていることが測定精度上望ましい。   As a result, even when a disturbance in which the wavelengths of the slanted grating 13 and the Bragg grating 15 change simultaneously occurs, the measurement intensity at the light receiving unit 17 can be kept constant, so that accurate measurement is possible. It is desirable that the wavelength dependency within the use band is as small as possible. In particular, it is desirable in terms of measurement accuracy that the wavelength dependency after correction is suppressed to 10% (0.5 dB) or less.

なお、このような補正フィルタ71を光導波路の途中に挿入して光学式物理量測定装置を組み立てることにより、スペクトラムアナライザーのような波長特性を測定する機器が不必要なことから、光学式物理量測定装置の構成が簡単になり、安価で精度の良い光学式物理量測定装置を提供することができる。   Since an optical physical quantity measuring device is assembled by inserting such a correction filter 71 in the middle of the optical waveguide, an optical physical quantity measuring device such as a spectrum analyzer is unnecessary. Therefore, it is possible to provide an optical physical quantity measuring apparatus that is inexpensive and accurate.

[第8の実施の形態]
図12は、本発明の第8の実施の形態に係る反射型の光学式物理量測定装置80の構成例を示す図である。
[Eighth Embodiment]
FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a reflective optical physical quantity measuring device 80 according to the eighth embodiment of the present invention.

図12に示すように、反射型の光学式物理量測定装置80の特徴は、図4に示す第2の実施の形態に対して、光源11の直後の光導波路35a,35bの途中に、使用する光学部品の波長依存性を補正する補正フィルタ81を挿入することにある。   As shown in FIG. 12, the characteristic of the reflective optical physical quantity measuring device 80 is used in the middle of the optical waveguides 35a and 35b immediately after the light source 11 with respect to the second embodiment shown in FIG. The purpose is to insert a correction filter 81 for correcting the wavelength dependency of the optical component.

なお、補正フィルタ81の波長特性は、図11と同様であり、補正フィルタ81を挿入したことによる効果も、図11に示す補正フィルタの波長特性を参照して説明することができるので、その説明を省略する。   The wavelength characteristics of the correction filter 81 are the same as those in FIG. 11, and the effect of inserting the correction filter 81 can also be described with reference to the wavelength characteristics of the correction filter shown in FIG. Is omitted.

また、このような補正フィルタ81を第3乃至第6の実施の形態に対して、光導波路上に挿入すれば同様の効果を得られることは言うまでもない。   It goes without saying that the same effect can be obtained if such a correction filter 81 is inserted into the optical waveguide with respect to the third to sixth embodiments.

[実施例1]
図13は、本発明の実施例1に係る反射型の変位測定センサ90の構成例を示す図である。
[Example 1]
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the reflective displacement measurement sensor 90 according to the first embodiment of the present invention.

光源11には、発光波長範囲が1550nm〜1555nmのいわゆる1550nm帯で発光するエルビウムドープファイバを用いたASE光源を用い、受光部33にはフォトダイオードを用いている。   As the light source 11, an ASE light source using an erbium-doped fiber that emits light in a so-called 1550 nm band with an emission wavelength range of 1550 nm to 1555 nm is used, and a photodiode is used as the light receiving unit 33.

スラント型グレーティング13は、波長帯域が1550nmから1555nmの間で連続的に透過損失が変化するように光ファイバ35中に作製してある。この時のスラント角度θは5度であり、最大反射強度は3%であった。ブラッググレーティング15は、同じ光ファイバに反射中心波長1551nm、半値全幅0.5nmを作製してある。   The slanted grating 13 is fabricated in the optical fiber 35 so that the transmission loss continuously changes in the wavelength band between 1550 nm and 1555 nm. The slant angle θ at this time was 5 degrees, and the maximum reflection intensity was 3%. The Bragg grating 15 is formed in the same optical fiber with a reflection center wavelength of 1551 nm and a full width at half maximum of 0.5 nm.

スラント型ファイバグレーティング13の両端とブラッググレーティング15の片端を同じ固定基材91の上に接着剤93を用いて固定し、ブラッググレーティング15の他端は独立して長手方向に移動自在な別の基材95に接着剤93を用いて固定した。   Both ends of the slanted fiber grating 13 and one end of the Bragg grating 15 are fixed on the same fixing base material 91 with an adhesive 93, and the other end of the Bragg grating 15 is another base that is independently movable in the longitudinal direction. The material 95 was fixed using an adhesive 93.

この固定基材91に石英ガラスを用いることで、使用した光ファイバ35とほぼ同じ熱膨張係数を有するため、温度の変化により光ファイバに張力が印加されないようにすることができる。   By using quartz glass for the fixing base 91, since it has substantially the same thermal expansion coefficient as the optical fiber 35 used, it is possible to prevent tension from being applied to the optical fiber due to temperature changes.

このような状態で、ブラッググレーティング15の他端が接着された基材95の位置が長手方向Aに変化すると、ブラッググレーティング15に張力fが印加され、その結果、ファイバグレーティング15の反射波長が長波長側にシフトする。   In this state, when the position of the base material 95 to which the other end of the Bragg grating 15 is bonded is changed in the longitudinal direction A, a tension f is applied to the Bragg grating 15, and as a result, the reflection wavelength of the fiber grating 15 is long. Shift to the wavelength side.

図14は、実際の変位量dとその時に測定された受光部33での電圧Vを示す。図14に示すように、変位量dの増大に応じて測定電圧Vが増加していることが確認され、変位量dを電圧量Vに変換して測定できることが確認された。   FIG. 14 shows the actual displacement amount d and the voltage V at the light receiving unit 33 measured at that time. As shown in FIG. 14, it was confirmed that the measurement voltage V increased as the displacement amount d increased, and it was confirmed that the displacement amount d could be converted into the voltage amount V and measured.

また、図14には、同様の測定を10℃、25℃、40℃の3種類の温度で行った結果を示してあるが、どの温度条件でも同じ特性が得られ、本構成のように、スラント型ファイバグレーティング13の両端を同じ固定基材91の上に接着剤93を用いて固定することで、周囲の温度変化による影響が補償できていることが確認できた。   FIG. 14 shows the results of the same measurement performed at three temperatures of 10 ° C., 25 ° C., and 40 ° C., but the same characteristics can be obtained under any temperature condition, It was confirmed that the influence of the surrounding temperature change could be compensated by fixing both ends of the slanted fiber grating 13 on the same fixing substrate 91 using the adhesive 93.

[実施例2]
図15は、本発明の実施例2に係る反射型の温度測定センサ100の構成例を示す図である。
[Example 2]
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of the reflective temperature measurement sensor 100 according to the second embodiment of the present invention.

光源11には、1550nm帯で発光するエルビウムドープファイバを用いたASE光源を用い、受光部33には、フォトダイオードを用いた。   An ASE light source using an erbium-doped fiber that emits light in the 1550 nm band was used as the light source 11, and a photodiode was used as the light receiving unit 33.

スラント型グレーティング13は、1550nmから1555nmの間で連続的に透過損失が変化するように光ファイバ35中に作製した。この時のスラント角度θは5度であり、最大反射強度は3%であった。   The slanted grating 13 was fabricated in the optical fiber 35 so that the transmission loss continuously changed between 1550 nm and 1555 nm. The slant angle θ at this time was 5 degrees, and the maximum reflection intensity was 3%.

また、同じ光ファイバ35上に反射中心波長1551nm、半値全幅0.8nmのブラッググレーティング15を作製した。スラント型ファイバグレーティング13の両端は接着剤93を用いて固定基材91に固定されており、ブラッググレーティング15の両端は固定基材101に接着剤93を用いて固定した。   Further, a Bragg grating 15 having a reflection center wavelength of 1551 nm and a full width at half maximum of 0.8 nm was fabricated on the same optical fiber 35. Both ends of the slanted fiber grating 13 are fixed to the fixed base material 91 using an adhesive 93, and both ends of the Bragg grating 15 are fixed to the fixed base material 101 using an adhesive 93.

ここでは、固定基材91として石英ガラス、固定基材101としてアルミニウムを用いた。石英ガラスは線膨張係数が0.5×10-6[1/℃]であり、使用した光ファイバ35とほぼ同じ熱膨張係数を有するが、アルミニウムは線膨張係数が23.1×10-6[1/℃]であり、石英ガラスの50倍近い線膨張係数を有している。 Here, quartz glass was used as the fixed substrate 91, and aluminum was used as the fixed substrate 101. Quartz glass has a linear expansion coefficient of 0.5 × 10 −6 [1 / ° C.] and has almost the same thermal expansion coefficient as the optical fiber 35 used, but aluminum has a linear expansion coefficient of 23.1 × 10 −6. It is [1 / ° C.] and has a linear expansion coefficient nearly 50 times that of quartz glass.

このため、温度上昇に従ってアルミニウムからなる固定基材101が膨張することにより、固定基材101の上部に固定されているブラッググレーティング15が作られた光ファイバ35に張力が印加され、石英からなる固定基材91に固定されているスラント型グレーティング13よりもより波長特性が長波長側にシフトする。すなわち、例えば図3(a)に示す波長λaが波長λbの方向にシフトする。   For this reason, when the fixed base material 101 made of aluminum expands as the temperature rises, a tension is applied to the optical fiber 35 on which the Bragg grating 15 fixed to the upper part of the fixed base material 101 is made, and the fixed base material made of quartz. The wavelength characteristics are shifted to the longer wavelength side than the slanted grating 13 fixed to the substrate 91. That is, for example, the wavelength λa shown in FIG. 3A is shifted in the direction of the wavelength λb.

このため、温度変化によりスラント型グレーティング13とブラッググレーティング15の相対波長位置が変化し、温度の変化が反射波長の強度変化として観測される。   For this reason, the relative wavelength positions of the slanted grating 13 and the Bragg grating 15 change due to the temperature change, and the temperature change is observed as the intensity change of the reflected wavelength.

図16に実際の温度とその時に測定された受光部33での電圧を示しており、温度の変化に従って測定電圧が変化していることが確認され、温度変化を電圧量の変化に変換して測定できることが確認された。   FIG. 16 shows the actual temperature and the voltage at the light receiving unit 33 measured at that time. It is confirmed that the measurement voltage changes according to the change in temperature, and the change in temperature is converted into a change in voltage. It was confirmed that measurement was possible.

本発明の第1の実施の形態に係る透過型の光学式物理量測定装置10の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmissive | pervious optical physical quantity measuring device 10 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. (a)は光源11の波長特性を示す図であり、(b)はスラント型グレーティング13の波長特性を示す図であり、(c)はブラッググレーティング15の波長特性を示す図であり、(d)は受光部17の波長特性を示す図である。(A) is a figure which shows the wavelength characteristic of the light source 11, (b) is a figure which shows the wavelength characteristic of the slant type | mold grating 13, (c) is a figure which shows the wavelength characteristic of the Bragg grating 15, (d ) Is a diagram illustrating the wavelength characteristics of the light receiving unit 17. (a)は測定する物理量の変化に応じて変動する波長変動を示すグラフであり、(b)は受光部17で測定された受光強度を示すグラフである。(A) is a graph which shows the wavelength fluctuation | variation which fluctuates according to the change of the physical quantity to measure, (b) is a graph which shows the light reception intensity | strength measured by the light-receiving part 17. FIG. 本発明の第2の実施の形態に係る反射型の光学式物理量測定装置30の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the reflection type optical physical quantity measuring device 30 which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)は光源11の波長特性を示す図であり、(b)はスラント型グレーティング13の波長特性を示す図であり、(c)はブラッググレーティング15の波長特性を示す図であり、(d)は受光部33の波長特性を示す図である。(A) is a figure which shows the wavelength characteristic of the light source 11, (b) is a figure which shows the wavelength characteristic of the slant type | mold grating 13, (c) is a figure which shows the wavelength characteristic of the Bragg grating 15, (d ) Is a diagram illustrating the wavelength characteristics of the light receiving unit 33. 本発明の第3の実施の形態に係る透過反射型の光学式物理量測定装置40の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmission / reflection type optical physical-quantity measuring apparatus 40 which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る透過型の光学式物理量測定装置50の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmissive | pervious optical physical quantity measuring apparatus 50 which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施の形態に係る反射型の光学式物理量測定装置55の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the reflection type optical physical quantity measuring device 55 which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施の形態に係る透過反射型の光学式物理量測定装置60の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmission-and-reflection type optical physical quantity measuring device 60 which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施の形態に係る透過型の光学式物理量測定装置70の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the transmissive | pervious optical physical quantity measuring device 70 which concerns on the 7th Embodiment of this invention. (a)は光源11の波長依存性を示す図であり、(b)は受光部17の波長依存性を示す図であり、(c)は測定系の波長依存性を示す図であり、(d)は補正フィルタ71の波長依存性を示す図であり、(e)は補正フィルタ71を挿入した結果現れる受光部17での波長依存性を示す図である。(A) is a figure which shows the wavelength dependence of the light source 11, (b) is a figure which shows the wavelength dependence of the light-receiving part 17, (c) is a figure which shows the wavelength dependence of a measurement system, d) is a diagram showing the wavelength dependency of the correction filter 71, and (e) is a diagram showing the wavelength dependency of the light receiving unit 17 that appears as a result of inserting the correction filter 71. FIG. 本発明の第8の実施の形態に係る反射型の光学式物理量測定装置80の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the reflection type optical physical quantity measuring device 80 which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の実施例1に係る反射型の変位測定センサ90の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the reflection type displacement measuring sensor 90 which concerns on Example 1 of this invention. 実際の変位量dとその時に測定された受光部33での電圧Vを示す図である。It is a figure which shows the actual displacement amount d and the voltage V in the light-receiving part 33 measured at that time. 本発明の実施例2に係る反射型の温度測定センサ100の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the reflection-type temperature measurement sensor 100 which concerns on Example 2 of this invention. 実際の温度とその時に測定された受光部33での電圧を示す図である。It is a figure which shows actual temperature and the voltage in the light-receiving part 33 measured at that time.

符号の説明Explanation of symbols

11 光源
13 スラント型グレーティング
15 ブラッググレーティング
17,33,59,63,65 受光部
19,35 光導波路
31,51,57 ビームスプリッタ
61 光カプラ
71,81 補正フィルタ
91,101 固定基材
93 接着剤
95 移動基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light source 13 Slant type grating 15 Bragg grating 17,33,59,63,65 Light-receiving part 19,35 Optical waveguide 31,51,57 Beam splitter 61 Optical coupler 71,81 Correction filter 91,101 Fixing base material 93 Adhesive 95 Moving substrate

Claims (11)

所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過特性を1つ有するブラッググレーティングと、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタおよび前記ブラッググレーティングを透過した光を受光強度に変換する受光部とを備え、
前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記受光部により受光強度に変換することを特徴とする光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one transmission characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A light-receiving unit having sensitivity within the tilt wavelength range, and converting light that has passed through the tilt filter and the Bragg grating into light-receiving intensity,
An optical physical quantity measuring apparatus, wherein a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into received light intensity by the light receiving section.
所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有するブラッググレーティングとを備え、
前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する分岐部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する受光部とを備え、
前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記受光部により受光強度に変換することを特徴とする光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter,
A branching section provided between the light source and the gradient filter, for branching light from the light source to the gradient filter, and for branching light from the gradient filter to the other;
A light receiving unit that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the tilt filter via the branching unit into received light intensity;
An optical physical quantity measuring apparatus, wherein a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into received light intensity by the light receiving section.
所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過・反射特性を1つ有するブラッググレーティングと、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタおよび前記ブラッググレーティングを透過した光を受光強度に変換する第1受光部とを備え、
前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する分岐部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、
前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを特徴とする光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one transmission / reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A first light receiving unit that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light transmitted through the tilt filter and the Bragg grating into received light intensity;
A branching section provided between the light source and the gradient filter, for branching light from the light source to the gradient filter, and for branching light from the gradient filter to the other;
A second light receiving portion that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the tilt filter via the branch portion into received light intensity;
An optical physical quantity measuring apparatus characterized in that a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into received light intensity by the first and second light receiving sections.
所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過特性を1つ有するブラッググレーティングと、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記ブラッググレーティングから受光した光を受光強度に変換する第1受光部とを備え、
前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光の一部を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記光源からの光を他方に分岐する分岐部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記光源から前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、
前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを特徴とする光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one transmission characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A first light receiving unit having sensitivity within the tilt wavelength range and converting light received from the Bragg grating into received light intensity;
A branching section provided between the light source and the inclined filter, for branching a part of the light from the light source to the inclined filter, and for branching the light from the light source to the other;
A second light receiving unit that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the light source via the branch unit into received light intensity;
An optical physical quantity measuring apparatus characterized in that a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into received light intensity by the first and second light receiving sections.
所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過・反射特性を1つ有するブラッググレーティングとを備え、
前記傾斜フィルタと前記ブラッググレーティングの間に設けられ、前記傾斜フィルタからの光を前記ブラッググレーティングに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する第1分岐部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記第1分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第1受光部と、
前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタに分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を他方に分岐する第2分岐部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記第2分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、
前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを特徴とする光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one transmission / reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A first branching unit provided between the gradient filter and the Bragg grating, for branching light from the gradient filter to the Bragg grating, and for branching light from the gradient filter to the other;
A first light receiving portion that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the tilt filter via the first branch portion into received light intensity;
A second branching unit that is provided between the light source and the gradient filter, branches the light from the light source to the gradient filter, and branches the light from the gradient filter to the other;
A second light receiving unit that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the tilt filter via the second branching unit into received light intensity;
An optical physical quantity measuring apparatus characterized in that a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into received light intensity by the first and second light receiving sections.
所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の透過・反射特性を1つ有するブラッググレーティングとを備え、
前記光源と傾斜フィルタとの間に設けられ、前記光源からの光を前記傾斜フィルタと他方に分岐するとともに、前記傾斜フィルタからの光を別の他方に分岐する分岐部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記光源から前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第1受光部と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する第2受光部とを備え、
前記ブラッググレーティングに加わる物理量の変動を前記第1及び第2受光部により受光強度に変換することを特徴とする光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one transmission / reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A branching unit that is provided between the light source and the gradient filter, branches the light from the light source to the gradient filter and the other, and branches the light from the gradient filter to the other;
A first light receiving unit having sensitivity within the tilt wavelength range and converting light received from the light source via the branch unit into received light intensity;
A second light receiving portion that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the tilt filter via the branch portion into received light intensity;
An optical physical quantity measuring apparatus characterized in that a change in physical quantity applied to the Bragg grating is converted into received light intensity by the first and second light receiving sections.
前記第1及び第2受光部からそれぞれの受光強度を入力し、両者から受光強度比を算出する演算部を備えることを特徴とする請求項3,4,5,6項の何れか1つに記載の光学式物理量測定装置。   7. The apparatus according to claim 3, further comprising a calculation unit that inputs the received light intensity from the first and second light receiving units and calculates a received light intensity ratio from both. The optical physical quantity measuring device described. 所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有するブラッググレーティングと、
前記傾斜フィルタの長手方向の両端を固定するとともに、前記傾斜フィルタに近い側の前記ブラッググレーティングの長手方向の片端を固定する固定基材と、
前記ブラッググレーティングの他端を長手方向に移動自在に固定する移動基材とを備え、
前記傾斜波長範囲内で感度を有し、前記傾斜フィルタから前記分岐部を経由して受光した光を受光強度に変換する受光部とを備え、
前記固定基材と前記移動基材から前記ブラッググレーティングに加わる変位量を前記受光部により受光強度に変換することを特徴とする請求項1乃至7項の何れか1つに記載の光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A fixing substrate for fixing both ends in the longitudinal direction of the inclined filter and fixing one end in the longitudinal direction of the Bragg grating on the side close to the inclined filter;
A moving base that movably fixes the other end of the Bragg grating in the longitudinal direction;
A light receiving unit that has sensitivity within the tilt wavelength range and converts light received from the tilt filter via the branching unit into received light intensity;
The optical physical quantity measurement according to any one of claims 1 to 7, wherein a displacement applied to the Bragg grating from the fixed base and the moving base is converted into a received light intensity by the light receiving unit. apparatus.
所定波長範囲で光を発光する光源と、
前記光源から受光した光の波長が長くなるのに応じて透過光強度が傾斜状に変化する傾斜波長範囲を有するスラント型グレーティングを用いた傾斜フィルタと、
前記傾斜フィルタの傾斜波長範囲内で所定波長幅の反射特性を1つ有するブラッググレーティングと、
前記傾斜フィルタの長手方向の両端を固定する第1固定基材と、
前記ブラッググレーティングの長手方向の両端を固定する第2固定基材と、
前記傾斜波長範囲内で感度を有する受光部とを備え、
前記第2固定基材の両端から前記ブラッググレーティングに加わる温度の変動を前記受光部により受光強度に変換することを特徴とする請求項1乃至7項の何れか1つに記載の光学式物理量測定装置。
A light source that emits light in a predetermined wavelength range;
An inclined filter using a slanted grating having an inclined wavelength range in which transmitted light intensity changes in an inclined manner as the wavelength of light received from the light source becomes longer;
A Bragg grating having one reflection characteristic of a predetermined wavelength width within the tilt wavelength range of the tilt filter;
A first fixing substrate for fixing both ends in the longitudinal direction of the inclined filter;
A second fixing substrate for fixing both ends in the longitudinal direction of the Bragg grating;
A light receiving portion having sensitivity within the tilt wavelength range,
The optical physical quantity measurement according to any one of claims 1 to 7, wherein a change in temperature applied to the Bragg grating from both ends of the second fixed base material is converted into received light intensity by the light receiving unit. apparatus.
前記光源と前記受光部の間の光路途中に、前記光源と前記受光部による測定系の波長依存性を補正する補正フィルタを備えたことを特徴とする請求項1乃至9項の何れか1つに記載の光学式物理量測定装置。   The correction filter which correct | amends the wavelength dependence of the measurement system by the said light source and the said light-receiving part was provided in the middle of the optical path between the said light source and the said light-receiving part. The optical physical quantity measuring apparatus according to 1. 前記傾斜フィルタは、スラント角度が1度から15度の範囲を有し、反射率が5%以下を有するスラント型グレーティングからなることを特徴とする請求項1乃至10項の何れか1つに記載の光学式物理量測定装置。   11. The slant filter according to claim 1, wherein the slant filter is a slant grating having a slant angle in a range of 1 to 15 degrees and a reflectance of 5% or less. Optical physical quantity measuring device.
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