JP2009074833A - Gas sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスセンサに関し、更に詳しくは、光導波層表面に、被検知ガスに反応する検知材が形成された光導波路を用いたガスセンサに関する。 The present invention relates to a gas sensor, and more particularly to a gas sensor using an optical waveguide in which a detection material that reacts with a gas to be detected is formed on the surface of an optical waveguide layer.
この種のガスセンサとして、例えば、特許文献1に開示されたガスセンサがある。 As this type of gas sensor, for example, there is a gas sensor disclosed in Patent Document 1.
図7は、特許文献1のガスセンサの概略構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the gas sensor disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG.
同図において、基体30上に光導波路31、更にその上に、被検知ガスと反応して変色する検知材32を設けている。レーザー等の光源33からモニター光34を光導波路31に平行に入射させ、光導波路31を出た出射光35の出口光量を光ディテクター36により測定し、光導波路31に導光される光の減衰により、被検知ガスの濃度を検知するものである。
In the figure, an
一般に、光源33である半導体レーザーの出力は、周囲の温度や湿度などによって変動しやすく、この出力変動が、光ディテクター36による検出精度に影響を与えるという難点がある。
In general, the output of the semiconductor laser as the
このため、レーザー光が入射される光導波路を二つに分岐し、一方の光導波路には、被検知ガスと反応する検知材を設けて、ガス検知用の光導波路とし、他方の光導波路は、前記検知材を設けない参照光用の光導波路とし、ガス検知用の光導波路からの光量と、参照光用の光導波路からの参照光の光量とを比較し、その光量差の変化量から被検知ガスの濃度を検知するようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。
上記特許文献2では、参照光を用いて、レーザー光源の出力変動などを補正できるけれども、光導波路を分岐させて参照光用の光導波路を設ける必要があり、構成が複雑になるという課題がある。
In the above-mentioned
本発明は、上述のような点に鑑みて為されたものであって、光導波路を分岐させることなく、半導体レーザーの出力変動などの影響を補正できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to make it possible to correct an influence such as output fluctuation of a semiconductor laser without branching an optical waveguide.
本発明のガスセンサは、光導波層および光導波層上に設けられて被検知ガスと反応する検知材を備えるガスセンサであって、P偏光成分およびS偏光成分を含むレーザー光を、前記光導波層に入射させ、前記光導波層から出射される導波光を、P偏光成分とS偏光成分とに分離して、各偏光成分をそれぞれ検出して、前記被検知ガスの濃度を求めるものである。 The gas sensor according to the present invention is a gas sensor including an optical waveguide layer and a detection material that is provided on the optical waveguide layer and reacts with a gas to be detected. The gas sensor includes a laser beam including a P-polarized component and an S-polarized component. The guided light emitted from the optical waveguide layer is separated into a P-polarized component and an S-polarized component, and each polarized component is detected to determine the concentration of the detected gas.
光導波層は、透明基板上に形成されるのが好ましい。 The optical waveguide layer is preferably formed on a transparent substrate.
前記レーザー光に含まれるS偏光成分の電気ベクトルの振動方向が、前記光導波層の表面に対して、平行であるのが好ましい。 The vibration direction of the electric vector of the S-polarized component contained in the laser light is preferably parallel to the surface of the optical waveguide layer.
レーザー光に含まれるS偏光成分は、被検知ガス、例えば、アンモニアガスの濃度に応じて、導波光が減衰するのに対して、P偏光成分の導波光は、殆ど減衰せず、その減衰は、S偏光成分に比べて無視できる程度に十分に小さい。 The S-polarized component contained in the laser light attenuates the guided light according to the concentration of the gas to be detected, for example, ammonia gas, whereas the guided light of the P-polarized component hardly attenuates, and the attenuation is , Small enough to be negligible compared to the S-polarized component.
本発明のガスセンサによると、P偏光成分およびS偏光成分を含むレーザー光を、光導波層に入射させ、光導波層から出射される導波光を、P偏光成分とS偏光成分とに分離し、被検知ガスの濃度に応じて減衰するS偏光成分に基づいて、被検知ガスの濃度を測定できるとともに、被検知ガスによって殆ど減衰しないP偏光成分を参照光とすることにより、レーザー光源である半導体レーザーの出力変動などの影響を補正することができる。
本発明の一つの実施形態では、レーザー光を出力するレーザー光源と、前記光導波層から出射される導波光を、P偏光成分とS偏光成分とに分離する分離手段と、分離されたP偏光成分を検出する第1の光電変換素子と、分離されたS偏光成分を検出する第2の光電変換素子とを備えている。
According to the gas sensor of the present invention, laser light containing a P-polarized component and an S-polarized component is incident on the optical waveguide layer, and the guided light emitted from the optical waveguide layer is separated into a P-polarized component and an S-polarized component, The semiconductor, which is a laser light source, can measure the concentration of the gas to be detected based on the S-polarized light component that attenuates in accordance with the concentration of the gas to be detected, and uses the P-polarized light component that is hardly attenuated by the gas to be detected as reference light. Effects such as laser output fluctuations can be corrected.
In one embodiment of the present invention, a laser light source that outputs laser light, a separating unit that separates the guided light emitted from the optical waveguide layer into a P-polarized component and an S-polarized component, and the separated P-polarized light A first photoelectric conversion element for detecting the component and a second photoelectric conversion element for detecting the separated S-polarized component are provided.
この実施形態によると、被検知ガスの濃度に応じて減衰するS偏光成分を検出する第2の光電変換素子の出力に基づいて、被検知ガスの濃度を求めることができるとともに、被検知ガスによって殆ど減衰しないP偏光成分を検出する第1の光電変換素子の出力に基づいて、レーザー光源の出力変動などの影響をキャンセルすることができる。 According to this embodiment, the concentration of the gas to be detected can be obtained based on the output of the second photoelectric conversion element that detects the S-polarized light component that attenuates in accordance with the concentration of the gas to be detected. Based on the output of the first photoelectric conversion element that detects the P-polarized light component that hardly attenuates, the influence of the output fluctuation of the laser light source can be canceled.
本発明の好ましい実施形態では、前記被検知ガスが存在しない場合の前記第1,第2の光電変換素子の出力を、P1,S1とし、前記被検知ガスが存在する場合の前記第1,第2の光電変換素子の出力を、P2,S2としたときに、前記被検知ガスが存在する場合の前記被検知ガスの濃度を、(S1/S2)×(P2/P1)に比例した値として求めるものである。
In a preferred embodiment of the present invention, the outputs of the first and second photoelectric conversion elements when the gas to be detected is not present are P1 and S1, and the first and first when the gas to be detected is present. When the output of the
各光電変換素子の出力は、各偏光成分の強度に対応したものとなる。 The output of each photoelectric conversion element corresponds to the intensity of each polarization component.
この実施形態によると、被検知ガスが存在しない初期状態における各光電変換素子の出力P1,S1と、被検知ガスが存在するときの各光電変換素子の出力P2,S2とを用いて、S偏光成分についての出力変化の割合(S1/S2)と、P偏光成分についての出力変化の割合(P1/P2)とから、レーザー光源の出力変動などの影響を補正した被検知ガスの濃度を求めることができる。 According to this embodiment, using the outputs P1 and S1 of the photoelectric conversion elements in the initial state where the gas to be detected does not exist and the outputs P2 and S2 of the photoelectric conversion elements when the gas to be detected exists, S polarization Obtaining the concentration of the gas to be detected corrected for the influence of the output fluctuation of the laser light source, etc., from the rate of change in output for the component (S1 / S2) and the rate of change in output for the P-polarized component (P1 / P2) Can do.
本発明の他の実施形態では、S偏光成分およびP偏光成分を含むランダム偏光のレーザー光を出力する半導体レーザーを、レーザー光源としてもよい。 In another embodiment of the present invention, a semiconductor laser that outputs a randomly polarized laser beam including an S-polarized component and a P-polarized component may be used as the laser light source.
本発明の更に他の実施形態では、直線偏光を、円偏光または楕円偏光に変換する位相差板を用いることにより、直線偏光のレーザー光を出力する半導体レーザーを、レーザー光源としてもよい。 In still another embodiment of the present invention, a semiconductor laser that outputs linearly polarized laser light by using a retardation plate that converts linearly polarized light into circularly polarized light or elliptically polarized light may be used as the laser light source.
本発明によれば、被検知ガスの濃度に応じて導波光が減衰するS偏光成分に基づいて、被検知ガスの濃度を測定できるとともに、被検知ガスによって導波光が殆ど減衰しないP偏光成分を参照光とすることにより、レーザー光源である半導体レーザーの出力変動などの影響を補正することができる。これによって、従来例のように、光導波路を分岐させて参照光用の光導波路を設ける必要がなく、構成が簡素化される。 According to the present invention, the concentration of the gas to be detected can be measured based on the S-polarized light component in which the guided light attenuates according to the concentration of the gas to be detected, and the P-polarized light component in which the guided light is hardly attenuated by the gas to be detected. By using the reference light, it is possible to correct the influence of fluctuations in the output of the semiconductor laser, which is a laser light source. Thus, unlike the conventional example, it is not necessary to branch the optical waveguide to provide an optical waveguide for reference light, and the configuration is simplified.
以下、図面によって本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態に係るガスセンサの概略構成図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas sensor according to an embodiment of the present invention.
この実施形態のガスセンサ1は、被検知ガスであるアンモニア(NH3)ガスの濃度を測定するものである。 The gas sensor 1 of this embodiment measures the concentration of ammonia (NH 3 ) gas that is a gas to be detected.
このガスセンサ1は、被検知ガスを感知するガス検知部としてのセンサチップ部2を有している。
This gas sensor 1 has a
センサチップ部2は、図2の拡大図にも示すように、ガラス基板10上に光導波層11を形成し、更に、光導波層11上に、アンモニアガスと反応する検知材としての反応膜12が成膜されて光導波路が構成されている。この反応膜12は、アンモニアガスと反応し、吸収スペクトルがシフトする材料で構成され、アンモニアガスの濃度に依存して、導波された光が減衰する。
As shown in the enlarged view of FIG. 2, the
この反応膜12は、可逆性があり、窒素ガス、または、アンモニアガスを含まない空気によって再生可能であり、アンモニアガスの濃度の繰り返し測定が可能である。
The
ガラス基板10上には、光導波層11への導光用および光の取り出し用の直角プリズム13,14がそれぞれ設けられており、導波光は、図2に示すように、全反射を繰り返しながら進行するが、その間光導波層表面にエバネッセント波が染み出す。
On the
センサチップ部2は、アンモニアガスのガス濃度に応じて、反応膜12の色変化の程度が異なるため、エバネッセント波の吸収率が変化し、光導波層11に導波する光の出力が弱くなる。したがって、導波光の出力強度を測定することによって、アンモニアガスの濃度を検出することができる。
Since the
この実施形態のガスセンサでは、光導波層11に入射するレーザー光のS偏光成分は、上述のように、アンモニアガスの濃度に応じて、減衰されて導波光の出力強度が弱くなるのに対して、P偏光成分は、その導波光の減衰が無視できる程小さく、アンモニアガスの濃度によって導波光の出力強度が殆ど変化しないという点に着目し、P偏光成分を参照光として用いるものである。
In the gas sensor of this embodiment, the S-polarized component of the laser light incident on the
このため、この実施形態のガスセンサ1は、図1に示すように、レーザーダイオード5から直線偏光として出力されるレーザー光を、位相差板4によって円偏光に変換し、直角プリズム13を介して、光導波層11に入射させ、光導波層11からの導波光を、直角プリズム14を介して取り出し、偏光ビームスプリッター8によって、P偏光成分とS偏光成分とに分離し、光電変換素子としての第1,第2のフォトダイオード6−1,6−2でそれぞれ検出し、両フォトダイオード6−1,6−2の出力に基づいて、演算手段7によってアンモニアガスの濃度を算出するようにしている。
For this reason, as shown in FIG. 1, the gas sensor 1 of this embodiment converts the laser light output as linearly polarized light from the laser diode 5 into circularly polarized light by the phase difference plate 4, and passes through the right-
図3は、P偏光成分およびS偏光成分をそれぞれ検出する第1,第2のフォトダイオード6−1,6−2の出力の変化を示すものである。 FIG. 3 shows changes in the outputs of the first and second photodiodes 6-1 and 6-2 that detect the P-polarized light component and the S-polarized light component, respectively.
同図において、一点鎖線はP偏光成分を検出する第1のフォトダイオード6−1の出力の変化を、実線はS偏光成分を検出する第2のフォトダイオード6−2の出力の変化を示すものであり、アンモニアガスが存在しない初期状態からアンモニアガスを導入し、その後、アンモニアガスに代えてセンサチップ部2の反応膜12を再生させる窒素ガスを、導入した場合の変化を示している。
In the figure, the alternate long and short dash line indicates the change in the output of the first photodiode 6-1 that detects the P-polarized component, and the solid line indicates the change in the output of the second photodiode 6-2 that detects the S-polarized component. The change is shown when ammonia gas is introduced from the initial state where no ammonia gas exists, and then nitrogen gas for regenerating the
アンモニアガスが存在しない初期状態においては、P偏光成分およびS偏光成分は、いずれも殆ど減衰しておらず、このときの各偏光成分を検出する各フォトダイオード6−1,6−2の出力を、P1,S1とする。 In the initial state where no ammonia gas exists, the P-polarized component and the S-polarized component are hardly attenuated, and the outputs of the photodiodes 6-1 and 6-2 that detect the polarized components at this time are output. , P1, S1.
次に、アンモニアガスを導入してセンサチップ部2に反応させると、S偏光成分は、アンモニアガスの濃度に応じて大きく減衰するのに対して、P偏光成分は、殆ど減衰しない。このときの各偏光成分を検出する各フォトダイオード6−1,6−2の出力信号の強度を、P2,S2とする。
Next, when ammonia gas is introduced and reacted with the
その後、アンモニアガスの導入を停止して、窒素ガスを導入することにより、センサチップ部2の反応膜12が再生され、減衰したS偏光成分の出力が復元する。
Then, by stopping the introduction of ammonia gas and introducing nitrogen gas, the
この実施形態では、アンモニアガスの濃度に応じて、減衰するS偏光成分を検出する第2のフォトダイオード6−2の出力の変化を、参照光としてのP偏光成分を検出する第1のフォトダイオード6−1の出力の変化によって補正するものである。 In this embodiment, the change in the output of the second photodiode 6-2 that detects the s-polarized light component that attenuates in accordance with the concentration of ammonia gas, and the first photodiode that detects the P-polarized light component as reference light. Correction is performed by changing the output of 6-1.
すなわち、アンモニアガスが存在しない初期状態のS偏光成分を検出する第2のフォトダイオード6−2の出力S1を、アンモニアガスが存在するときのS偏光成分を検出する第2のフォトダイオード6−2の出力S2で割った値S1/S2を、アンモニアガスが存在しない初期状態のP偏光成分を検出する第1のフォトダイオード6−1の出力P1を、アンモニアガスが存在するときのP偏光成分を検出する第1のフォトダイオード6−1の出力P2で割った値P1/P2で除算する(S1/S2)÷(P1/P2)=(S1/S2)×(P2/P1)ものである。 That is, the output S1 of the second photodiode 6-2 that detects the S-polarized component in the initial state in which no ammonia gas is present, and the second photodiode 6-2 that detects the S-polarized component in the presence of ammonia gas. The value S1 / S2 divided by the output S2 of the first output is the output P1 of the first photodiode 6-1 that detects the P-polarized component in the initial state where no ammonia gas is present, and the P-polarized component when the ammonia gas is present. Dividing by the value P1 / P2 divided by the output P2 of the first photodiode 6-1 to be detected is (S1 / S2) ÷ (P1 / P2) = (S1 / S2) × (P2 / P1).
S偏光成分の出力の比S1/S2は、アンモニアガスの濃度に応じた減衰のみならず、レーザー光の変動などによる影響が含まれており、一方、P偏光成分の出力の比P1/P2は、アンモニアガスの濃度に依存せず、レーザー光の変動などによる影響が含まれている。また、S偏光成分およびP偏光成分のいずれの偏光成分も、アンモニアガスの濃度以外のレーザー光の変動などによって、同じ割合で変化する。 The output ratio S1 / S2 of the S-polarized component includes not only attenuation according to the ammonia gas concentration but also the influence of fluctuations in the laser beam, etc., while the output ratio P1 / P2 of the P-polarized component is It does not depend on the concentration of ammonia gas, and includes the effects of fluctuations in laser light. In addition, both the S-polarized component and the P-polarized component change at the same rate due to variations in laser light other than the concentration of ammonia gas.
したがって、S偏光成分の出力の比S1/S2を、P偏光成分の出力の比P1/P2によって除算することにより、レーザー光の変動などによる影響を補正することができる。 Therefore, by dividing the output ratio S1 / S2 of the S-polarized component by the output ratio P1 / P2 of the P-polarized component, it is possible to correct the influence due to the fluctuation of the laser beam or the like.
以下、本発明の具体的な実施例について説明する。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described.
本実施例のセンサチップ部2を、次のようにして作製した。
The
(1)400℃で溶融した硝酸カリウムの中にアンモニア水1%で超音波洗浄したソーダライムガラスを100分浸漬し、表層のナトリウムイオンとカリウムイオンを交換して、カリウムイオンリッチな光導波層を形成した。基板の屈折率が1.512に対して、イオン交換された光導波層の屈折率は1.518になった。 (1) A soda lime glass ultrasonically cleaned with 1% ammonia water is immersed in potassium nitrate melted at 400 ° C. for 100 minutes, and sodium ions and potassium ions on the surface layer are exchanged to form an optical waveguide layer rich in potassium ions. Formed. Whereas the refractive index of the substrate is 1.512, the refractive index of the ion-exchanged optical waveguide layer is 1.518.
(2)光導波層上に、真空蒸着機によってアンモニアガスと反応して色変化をおこす反応膜として、pH指示薬であるBTB(ブロモチモールブルー)を成膜した。サイズは、13mm×53mm、厚み1mmのガラス基板に対し、基板の真中に13mm×15mm、厚み100nm程度で形成した。 (2) On the optical waveguide layer, BTB (bromothymol blue), which is a pH indicator, was formed as a reaction film that changes color by reacting with ammonia gas by a vacuum vapor deposition machine. With respect to a glass substrate having a size of 13 mm × 53 mm and a thickness of 1 mm, the size was 13 mm × 15 mm and a thickness of about 100 nm in the middle of the substrate.
(3)導波層上に反応膜を設けた基板に、プリズムをマッチングオイルで密着させ、センサチップ部とした。 (3) A prism was closely attached with a matching oil on a substrate provided with a reaction film on the waveguide layer to form a sensor chip portion.
以上のようにして得られたセンサチップ部を、アンモニアガスおよび再生用の窒素ガスの導入口を有するとともに、ガス排出口を有するチャンバー内に収納配置した。
次に、アンモニアガスの濃度を以下の手順で測定した。
The sensor chip portion obtained as described above was housed and disposed in a chamber having an inlet for ammonia gas and nitrogen gas for regeneration and a gas outlet.
Next, the concentration of ammonia gas was measured by the following procedure.
(1)635nmの半導体レーザーからのレーザー光を、位相差板を介して円偏光として、センサチップ部の光導波層に入射させた。0次モード゛を用いるのに、入射角度65°で入射させた。 (1) Laser light from a 635 nm semiconductor laser was incident on the optical waveguide layer of the sensor chip portion as circularly polarized light through a phase difference plate. In order to use the “0th-order mode”, the incidence angle was 65 °.
(2)光導波層から出射された光を、偏光ビームスプリッターを用いてS偏光成分とP偏向成分とに分離し、それぞれ光電変換素子で検出した。 (2) The light emitted from the optical waveguide layer was separated into an S-polarized component and a P-polarized component using a polarization beam splitter, and each was detected by a photoelectric conversion element.
(3)センサチップ部の反応膜にガスが当たるように、センサチップ部を固定させ、希望の濃度に希釈されたアンモニアガスを反応膜まで導いた。アンモニアガスは、排出口側からポンプによって500ml/minで吸引した。 (3) The sensor chip part was fixed so that the gas hits the reaction film of the sensor chip part, and ammonia gas diluted to a desired concentration was led to the reaction film. Ammonia gas was sucked at 500 ml / min by a pump from the discharge port side.
(4)300ppb、500ppb、800ppbのアンモニア標準ガスを作製し、1枚のセンサチップ部に順次反応させた。 (4) A standard ammonia gas of 300 ppb, 500 ppb, and 800 ppb was prepared and reacted sequentially with one sensor chip portion.
その結果を、図4に示す。この図4において、横軸は経過時間を、縦軸はP偏光成分およびS偏光成分をそれぞれ検出する第1,第2のフォトダイオードの出力(%)をそれぞれ示している。 The result is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the elapsed time, and the vertical axis represents the outputs (%) of the first and second photodiodes that detect the P-polarized component and the S-polarized component, respectively.
この図4では、上述のように、300ppbのアンモニア標準ガスを導入してセンサチップ部に反応させ、このアンモニア標準ガスに代えて、窒素ガスを導入してセンサチップ部を再生し、次に、窒素ガスに代えて、500ppbのアンモニア標準ガスを導入してセンサチップ部に反応させ、アンモニア標準ガスに代えて、窒素ガスを導入してセンサチップ部を再生し、更に、窒素ガスに代えて、800ppbのアンモニア標準ガスを導入してセンサチップ部に反応させ、アンモニア標準ガスに代えて、窒素ガスを導入したときの変化を示している。 In FIG. 4, as described above, 300 ppb of ammonia standard gas is introduced to react with the sensor chip part, and instead of this ammonia standard gas, nitrogen gas is introduced to regenerate the sensor chip part, Instead of nitrogen gas, 500 ppb ammonia standard gas is introduced to react with the sensor chip part, and instead of ammonia standard gas, nitrogen gas is introduced to regenerate the sensor chip part. Further, instead of nitrogen gas, A change is shown when 800 ppb ammonia standard gas is introduced and reacted with the sensor chip portion, and nitrogen gas is introduced instead of the ammonia standard gas.
図4に示すように、実線で示されるS偏光成分は、一点鎖線で示されるP偏光成分に比べて、300ppb、500ppb、800ppbのアンモニア標準ガスのそれぞれの濃度に応じて、大きく減衰していることが分かる。 As shown in FIG. 4, the S-polarized component indicated by the solid line is greatly attenuated according to the respective concentrations of the 300 ppb, 500 ppb, and 800 ppb ammonia standard gases as compared to the P-polarized component indicated by the alternate long and short dash line. I understand that.
なお、P偏光成分についても、減衰が認められるが、これは、S偏光成分が完全に分離されておらず、残存したS偏光成分の影響によるものと考えられる。 In addition, although attenuation | damping is recognized also about P polarization | polarized-light component, it is thought that this is based on the influence of the S polarization | polarized-light component which the S polarization component was not isolate | separated completely.
(5)得られた結果を元に、横軸にアンモニアガス濃度、縦軸に、上述の出力の補正値(S1/S2)×(P2/P1)をプロットした結果を図5に示す。 (5) Based on the obtained results, FIG. 5 shows the results of plotting the ammonia gas concentration on the horizontal axis and the correction value (S1 / S2) × (P2 / P1) of the output on the vertical axis.
この図5に示すように、出力の補正値(S1/S2)×(P2/P1)と、アンモニアガス濃度との間に比例関係が認められ、この図5から比例定数を求めることができる。
したがって、未知の濃度のアンモニアガスを測定して得られる出力の補正値(S1/S2)×(P2/P1)と前記比例定数とから、レーザー光の変動などによる影響を補正した前記未知の濃度のアンモニアガスの濃度を算出することが可能となる。
As shown in FIG. 5, a proportional relationship is recognized between the output correction value (S1 / S2) × (P2 / P1) and the ammonia gas concentration, and the proportionality constant can be obtained from FIG.
Therefore, the unknown concentration obtained by correcting the influence of the fluctuation of the laser beam or the like from the correction value (S1 / S2) × (P2 / P1) of the output obtained by measuring the ammonia gas having an unknown concentration and the proportionality constant. It is possible to calculate the concentration of ammonia gas.
(実施形態2)
上述の実施形態では、図1に示すように、直線偏光出力のレーザーダイオード5を用いており、このレーザーダイオード5からの直線偏光を、位相差板4によって円偏光に変換したけれども、本発明の他の実施形態として、図6に示すように、ランダム偏光出力のレーザーダイオード5−1を用いるようにし、位相差板を省略してもよい。
(Embodiment 2)
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, a linearly polarized laser diode 5 is used, and linearly polarized light from the laser diode 5 is converted into circularly polarized light by the phase difference plate 4. As another embodiment, as shown in FIG. 6, a laser diode 5-1 having a random polarization output may be used, and the phase difference plate may be omitted.
その他の構成は、上述の実施形態と同様である。 Other configurations are the same as those of the above-described embodiment.
上述の各実施形態では、アンモニアガスの濃度の測定に適用して説明したけれども、本発明は、検知材を被検知ガスに対応するものに換えれば、アンモニアガス以外のガスの測定にも適用できるのは勿論である。 In each of the above-described embodiments, description has been made by applying to the measurement of the concentration of ammonia gas. However, the present invention can also be applied to measurement of gases other than ammonia gas if the detection material is changed to one corresponding to the gas to be detected. Of course.
1 ガスセンサ
2 センサチップ部
4 位相差板
5,5−1 レーザーダイオード
8 偏光ビームスプリッター
10 ガラス基板
11 光導波層
12 反応膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
P偏光成分およびS偏光成分を含むレーザー光を、前記光導波層に入射させ、前記光導波層から出射される導波光を、P偏光成分とS偏光成分とに分離して、各偏光成分をそれぞれ検出して、前記被検知ガスの濃度を求めることを特徴とするガスセンサ。 A gas sensor including an optical waveguide layer and a detection material that is provided on the optical waveguide layer and reacts with a detection target gas,
Laser light including a P-polarized component and an S-polarized component is incident on the optical waveguide layer, and the guided light emitted from the optical waveguide layer is separated into a P-polarized component and an S-polarized component. A gas sensor, wherein the concentration is detected and the concentration of the detected gas is determined.
前記直線偏光を、円偏光または楕円偏光に変換して前記光導波層に入射させる位相差板を備える請求項2または3に記載のガスセンサ。 The laser light source is a semiconductor laser, and the polarization state of the output of the semiconductor laser is linearly polarized light,
The gas sensor according to claim 2, further comprising a retardation plate that converts the linearly polarized light into circularly polarized light or elliptically polarized light and makes the light incident on the optical waveguide layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
2007
- 2007-09-19 JP JP2007242122A patent/JP2009074833A/en active Pending
Cited By (2)
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WO2019093128A1 (en) * | 2017-11-10 | 2019-05-16 | 横河電機株式会社 | Spectroscopic analysis device |
US11105737B2 (en) | 2017-11-10 | 2021-08-31 | Yokogawa Electric Corporation | Spectroscopic analysis device |
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