JP3128029B2 - Optical IC displacement meter - Google Patents

Optical IC displacement meter

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JP3128029B2
JP3128029B2 JP05046543A JP4654393A JP3128029B2 JP 3128029 B2 JP3128029 B2 JP 3128029B2 JP 05046543 A JP05046543 A JP 05046543A JP 4654393 A JP4654393 A JP 4654393A JP 3128029 B2 JP3128029 B2 JP 3128029B2
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light
optical
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displacement meter
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克己 磯崎
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  • Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、測定物の変位を測定す
る光IC化変位計に関し、小型で高精度な測定を可能と
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical IC displacement meter for measuring the displacement of an object to be measured, which enables a small and highly accurate measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような光IC化変位計の従来例とし
て、特開昭64−12204号『光IC干渉計』があ
る。図3は、その実施例の構成図である。図3におい
て、基板21に光導波路22と、参照光導波路31,3
2,33,34と、干渉導波路41,42,43,44
と、分岐導波路23とを形成し、参照光導波路32,3
3,34の光路長を参照光導波路31,32,33の光
路長よりもそれぞれλ/8長く形成したものである。な
お、24は発光素子、25,26,27,28はミラ
ー、29はパワー分配器、35は光導波路22を伝搬す
る光束をコーナーキューブ30に向けて射出する光ファ
イバ、36はコーナーキューブ30で反射した光束を分
岐導波路23に導入させる光ファイバ、37,38,3
9,40は受光素子である。
2. Description of the Related Art As a conventional example of such an optical IC displacement meter, there is an optical IC interferometer disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-12204. FIG. 3 is a configuration diagram of the embodiment. In FIG. 3, an optical waveguide 22 and reference optical waveguides 31 and 3 are provided on a substrate 21.
2, 33, 34 and interference waveguides 41, 42, 43, 44
And the branch waveguide 23, and the reference optical waveguides 32, 3
The optical path lengths of the optical waveguides 3 and 34 are longer than the optical path lengths of the reference optical waveguides 31, 32 and 33 by λ / 8. 24 is a light emitting element, 25, 26, 27 and 28 are mirrors, 29 is a power distributor, 35 is an optical fiber that emits a light beam propagating through the optical waveguide 22 toward the corner cube 30, and 36 is a corner cube 30. An optical fiber for introducing the reflected light beam into the branch waveguide 23, 37, 38, 3
Reference numerals 9 and 40 are light receiving elements.

【0003】このような構成において、図4は上記光I
C干渉計を利用してコーナーキューブ30の移動距離な
どを求める信号処理回路を示したものであり、図5に示
す信号処理回路の各回路の出力信号の説明図を用いて簡
単に説明する。
[0003] In such a configuration, FIG.
FIG. 5 shows a signal processing circuit for calculating a moving distance of the corner cube 30 using a C interferometer. The signal processing circuit will be briefly described with reference to FIG.

【0004】コーナーキューブ30のX方向の移動によ
り、各シュミット回路52〜55から方形波信号S1
4 が出力される。ところで、参照光導波路32〜34
の光路長が参照光導波路31〜33の光路長よりもそれ
ぞれλ/8長く形成されているので、方形波信号S1
3 、方形波信号S2 とS4 はそれぞれλ/4の位相差
がある。また、方形波信号S1 〜S3 と方形波信号S2
〜S4 はそれぞれλ/8の位相差がある。
When the corner cube 30 moves in the X direction, the square wave signals S 1 to S 1 are output from the respective Schmitt circuits 52 to 55.
S 4 is output. By the way, the reference optical waveguides 32 to 34
Are formed to be λ / 8 longer than the optical path lengths of the reference optical waveguides 31 to 33, respectively, so that the square wave signals S 1 and S 3 and the square wave signals S 2 and S 4 are respectively in the order of λ / 4. There are differences. Further, the square wave signals S 1 to S 3 and the square wave signal S 2
To S 4 is a phase difference of lambda / 8, respectively.

【0005】そして、各方形波信号S1 〜S4 の立ち上
がり時および立ち下がり時にワンショット回路57〜6
0,61〜64からカウントパルスが発生し、このカウ
ントパルスはアンド回路65〜68,70〜73を介し
てオア回路69,74から出力される。このオア回路6
9,74から出力されるカウントパルスはコーナーキュ
ーブ30がλ/4移動する毎に発生し、また、オア回路
69から出力されるカウントパルスとオア回路74から
出力されるカウントパルスとはλ/8の位相差がある。
したがって、オア回路85からコーナーキューブ30が
λ/8移動する毎にカウントパルスが出力されることに
なり、コーナーキューブ30の移動距離をλ/8のオー
ダで求めることができる。
At the time of rising and falling of each of the square wave signals S 1 to S 4 , one-shot circuits 57 to 6 are provided.
Count pulses are generated from 0, 61 to 64, and the count pulses are output from the OR circuits 69, 74 via AND circuits 65 to 68, 70 to 73. This OR circuit 6
The count pulses output from 9, 74 are generated each time the corner cube 30 moves by λ / 4, and the count pulse output from the OR circuit 69 and the count pulse output from the OR circuit 74 are λ / 8. There is a phase difference of
Therefore, a count pulse is output each time the corner cube 30 moves λ / 8 from the OR circuit 85, and the moving distance of the corner cube 30 can be obtained in the order of λ / 8.

【0006】コーナーキューブ30が−X方向に移動し
た場合も、同様に、コーナーキューブ30のλ/4の移
動毎にカウントパルスがワンショット回路57〜60,
61〜64から発生し、そのカウントパルスがアンド回
路75〜78,80〜83を介してオア回路79,84
から出力される。そして、上記と同様にオア回路79か
ら出力されるカウントパルスとオア回路84から出力さ
れるカウントパルスとはλ/8の位相差があるので、オ
ア回路86から出力されるカウントパルスをカウントす
ることによりコーナーキューブ30の移動距離をλ/8
のオーダで求めることができる。
Similarly, when the corner cube 30 moves in the -X direction, the count pulse is similarly supplied to the one-shot circuits 57 to 60, every time the corner cube 30 moves by λ / 4.
61 to 64, and the count pulses are supplied to AND circuits 79 and 84 via AND circuits 75 to 78 and 80 to 83, respectively.
Output from Since the count pulse output from the OR circuit 79 and the count pulse output from the OR circuit 84 have a phase difference of λ / 8, the count pulse output from the OR circuit 86 is counted. Makes the moving distance of the corner cube 30 λ / 8
In the order of.

【0007】このように、上記従来例では、対象物の移
動距離をλ/2以上のオーダで求めることができ、ま
た、対象物の移動方向を判断することもできる。
As described above, in the above conventional example, the moving distance of the object can be obtained on the order of λ / 2 or more, and the moving direction of the object can be determined.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術に示す『光IC干渉計』においては、 (1)方向性結合器やY分波・結合器やクロス導波路な
ど多くの素子で構成されているため、複雑であり、小型
・低価格化が難しい。また、各素子でパワーロス(散
乱)が積算されるため、S/Nの良い信号を得にくい。 (2)ミラー25〜28やクロス導波路で反射光が発生
し、その反射光が発光素子24に戻ると発振波長が不安
定となるため、装置の動作が不安定となってしまう。ま
た、反射光が受光素子37〜40に入るとコヒーレント
ノイズとなり、測定値に周期的な誤差が発生する。 (3)位相シフタをニオブ酸リチウムの電気光学効果を
利用して実現しているが、DCドリフトがあるので、安
定して動作させるのが難しい。などの欠点があった。
However, the "optical IC interferometer" described in the above-mentioned prior art has the following disadvantages. (1) It is composed of many elements such as a directional coupler, a Y demultiplexer / coupler, and a cross waveguide. Therefore, it is complicated and it is difficult to reduce the size and cost. In addition, since power loss (scattering) is integrated in each element, it is difficult to obtain a signal having a good S / N. (2) When reflected light is generated by the mirrors 25 to 28 and the cross waveguide, and the reflected light returns to the light emitting element 24, the oscillation wavelength becomes unstable, so that the operation of the device becomes unstable. When the reflected light enters the light receiving elements 37 to 40, it becomes coherent noise, and a periodic error occurs in the measured value. (3) Although the phase shifter is realized by utilizing the electro-optic effect of lithium niobate, it is difficult to operate stably because of DC drift. There were drawbacks such as.

【0009】本発明は上記従来技術の課題を踏まえて成
されたものであり、小型で高精度な変位測定を可能とし
た光IC化変位計を提供することを目的としたものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to provide a small-sized optical IC displacement meter capable of measuring displacement with high accuracy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、レーザダイオード(以下、単にLD
という)と、このLDの片面に取り付けられ前記LDの
出力光をコリメートするコリメータレンズと、このコリ
メータレンズからの光が入射される測定対象物と、この
測定対象物からの反射光をレンズを介して導波する測定
光導波路と、前記LDの他方の出射面からの光を導波す
る参照光導波路と、この参照光導波路または前記測定光
導波路を伝搬する光の位相を変調するための位相変調器
と、前記測定光導波路と参照光導波路を結合する結合用
光導波路と、この結合用光導波路で結合された光が入射
される受光素子とを備えた構成の光IC化干渉計部を具
備し、前記位相変調器で参照光または測定光の位相を正
弦波状に変調することにより前記受光素子から得られた
干渉信号のスペクトラム位相から前記測定対象物の変位
を測定するようにしたことを特徴とする。また、前記参
照光導波路、測定光導波路および結合用光導波路は、火
炎堆積法で製作したガラス導波路で構成すると共に、前
記位相変調器は熱光学効果を利用して構成したことを特
徴とする。また、前記参照光導波路、測定光導波路およ
び結合用光導波路は、ニオブ酸リチウム基盤上のチタン
拡散で製作すると共に、前記位相変調器は電気光学効果
を利用して構成したことを特徴とする。また、前記参照
光導波路、測定光導波路および結合用光導波路の端面を
斜めに加工したことを特徴とする。
To solve the above-mentioned problems, the present invention provides a laser diode (hereinafter simply referred to as an LD).
), A collimator lens attached to one side of the LD and collimating the output light of the LD, a measurement target to which light from the collimator lens is incident, and reflected light from the measurement target via the lens. A measuring optical waveguide that guides light from the other exit surface of the LD, and a phase modulation for modulating the phase of light propagating through the reference optical waveguide or the measuring optical waveguide. An optical IC-based interferometer having a configuration including a detector, a coupling optical waveguide for coupling the measurement optical waveguide and the reference optical waveguide, and a light receiving element to which light coupled by the coupling optical waveguide is incident. Then, the displacement of the measurement object is measured from the spectrum phase of the interference signal obtained from the light receiving element by modulating the phase of the reference light or the measurement light in a sine wave shape with the phase modulator. Characterized in that was. The reference optical waveguide, the measurement optical waveguide, and the coupling optical waveguide are each configured by a glass waveguide manufactured by a flame deposition method, and the phase modulator is configured by using a thermo-optic effect. . The reference optical waveguide, the measurement optical waveguide, and the coupling optical waveguide are manufactured by diffusion of titanium on a lithium niobate substrate, and the phase modulator is configured using an electro-optic effect. Further, the end faces of the reference optical waveguide, the measurement optical waveguide and the coupling optical waveguide are processed obliquely.

【0011】[0011]

【作用】本発明によると、 (1)光IC干渉計部を、一つの結合用光導波路と位相
シフタのみで構成し、小型・低価格化を実現すると共
に、パワー損失を最小としている。 (2)LDの両面から出射される光の一方を参照光、他
方を測定光として利用する構成を取ることにより、LD
への戻り光およびコヒーレントノイズの発生を本質的に
なくしている。 (3)干渉位相の測定法として、参照光路の位相を正弦
波状に振る位相変調法を用いることにより、信号を変調
周波数上に乗せることができ、DCドリフトの影響を受
けない、安定した動作としている。
According to the present invention, (1) the optical IC interferometer section is composed of only one coupling optical waveguide and a phase shifter, thereby realizing a reduction in size and cost and minimizing power loss. (2) By adopting a configuration in which one of the lights emitted from both sides of the LD is used as reference light and the other is used as measurement light,
This essentially eliminates the generation of return light and coherent noise. (3) As a method for measuring the interference phase, a signal can be put on the modulation frequency by using a phase modulation method in which the phase of the reference optical path is sine-wave-shaped, so that stable operation without the influence of DC drift can be achieved. I have.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の光IC化変位計の一実施例を示す構成図で
ある。図1において、参照光導波路1、測定光導波路
2、Y形光導波路3は、特公昭62−48806号『光
導波路用薄膜の製造方法』で開示されている火炎堆積法
を用いて製作されたガラス導波路で構成され、熱光学効
果を利用して構成された位相変調器4は、参照光導波路
1上にスパッタや蒸着でCrなどのヒータ電極を付加し
て構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of an optical IC-based displacement meter of the present invention. In FIG. 1, a reference optical waveguide 1, a measurement optical waveguide 2, and a Y-shaped optical waveguide 3 are manufactured by using a flame deposition method disclosed in Japanese Patent Publication No. Sho 62-48806, "Method for Manufacturing Thin Film for Optical Waveguide". The phase modulator 4 made of a glass waveguide and using the thermo-optic effect is configured by adding a heater electrode such as Cr on the reference optical waveguide 1 by sputtering or vapor deposition.

【0013】LD5からの出射光は、LD5の片面に取
り付けられたセルフォックレンズ6でコリメートされ、
測定点に設置された測定対象物であるコーナーキューブ
(以下、単にCCという)8で反射される。反射光は、
セルフォックレンズ7で集光され、測定光導波路2に入
射する。一方、LD5の他方の面から出射された光は、
参照光導波路1に入射し、Y形光導波路3で測定光導波
路2からの光と合波され、干渉する。干渉波は、Y形光
導波路3を伝搬し、受光素子9で受光され、電気信号に
変換される。
The light emitted from the LD 5 is collimated by a selfoc lens 6 attached to one side of the LD 5,
The light is reflected by a corner cube (hereinafter simply referred to as CC) 8, which is a measurement object placed at the measurement point. The reflected light is
The light is condensed by the selfoc lens 7 and enters the measurement optical waveguide 2. On the other hand, the light emitted from the other surface of the LD 5 is
The light enters the reference optical waveguide 1 and is multiplexed with the light from the measurement optical waveguide 2 in the Y-shaped optical waveguide 3 and interferes. The interference wave propagates through the Y-shaped optical waveguide 3, is received by the light receiving element 9, and is converted into an electric signal.

【0014】ここで、参照光導波路4には位相変調器4
が付加されており、導波光の位相を信号源18で正弦波
状に変調している。受光素子9で検出されたフォト電流
(干渉信号)は、I/V変換回路11で増幅した後、乗
算器12,16に入力される。乗算器16では、信号源
18からの信号と、干渉信号の乗算が行われ、ローパス
フィルタ15を通すことで、干渉信号のサイン成分を検
出する。
Here, the reference optical waveguide 4 has a phase modulator 4
Are added, and the phase of the guided light is modulated in a sine wave shape by the signal source 18. The photocurrent (interference signal) detected by the light receiving element 9 is input to the multipliers 12 and 16 after being amplified by the I / V conversion circuit 11. The multiplier 16 multiplies the signal from the signal source 18 by the interference signal, and passes through the low-pass filter 15 to detect the sine component of the interference signal.

【0015】一方、乗算器12では、信号源18の周波
数を周波数ダブラで17で2倍にし、干渉信号との乗算
を行い、ローパスフィルター13を通すことにより、干
渉信号のコサイン成分を検出する。
On the other hand, the multiplier 12 doubles the frequency of the signal source 18 with a frequency doubler 17 and multiplies the signal source 18 with the interference signal, and passes the low-pass filter 13 to detect the cosine component of the interference signal.

【0016】ローパスフィルター13から得られるコサ
イン信号cosφとローパスフィルター15から得られ
るサイン信号sinφから、干渉位相φを演算装置14
で計算する。
An interference phase φ is calculated from a cosine signal cos φ obtained from the low-pass filter 13 and a sine signal sin φ obtained from the low-pass filter 15 by an arithmetic unit 14.
Is calculated.

【0017】このような構成において、LD5から出射
し、セルフォックレンズ6→CC8→セルフォックレン
ズ7→測定光導波路2を通って、Y形光導波路3の合波
点まできた測定光の光路をLm 、LD5の他端から出射
し、位相変調器4→参照光導波路1を通って、Y形光導
波路3の合波点まできた参照光の光路をLr とすると、
Y形光導波路3を通り、受光素子9で検出され、I/V
変換回路11で増幅される干渉信号I0 は、次式で表さ
れる。なお、式中のAは干渉強度を示す定数である。 I0 =A・cosφ φ=2・π・(Lm −Lr )/λ
In such a configuration, the optical path of the measuring light emitted from the LD 5, passing through the SELFOC lens 6 → CC 8 → the SELFOC lens 7 → the measuring optical waveguide 2, and reaching the multiplexing point of the Y-shaped optical waveguide 3 is changed. L m , the optical path of the reference light emitted from the other end of the LD 5, passing through the phase modulator 4 → the reference optical waveguide 1, and reaching the multiplexing point of the Y-shaped optical waveguide 3 is represented by L r .
After passing through the Y-shaped optical waveguide 3, the light is detected by the light receiving element 9 and the I / V
The interference signal I 0 amplified by the conversion circuit 11 is represented by the following equation. Note that A in the expression is a constant indicating the interference intensity. I 0 = A · cos φ φ = 2 · π · (L m −L r ) / λ

【0018】ここで、干渉信号I0 の測定だけでは、光
源の出力変動やCC8を移動したときの反射率の変化な
どにより高精度の測定ができないし、移動方向の判別が
できない。そこで、これらの欠点を克服するために、位
相変調器4を用いて、参照光の位相を正弦波状に変調す
る。変調周波数をωm 、変調深さをξとすると、受光素
子9から得られる干渉信号Im は、次式となる。 Im =A・cos{φ+K・cos(ωm t)} ─ K=4・π・ξ/λ
Here, only by measuring the interference signal I 0 , high-precision measurement cannot be performed due to fluctuations in the output of the light source or changes in the reflectance when the CC 8 is moved, and the moving direction cannot be determined. Therefore, in order to overcome these disadvantages, the phase of the reference light is modulated into a sine wave using the phase modulator 4. The modulation frequency omega m, When the modulation depth xi], the interference signal I m obtained from the light receiving element 9 is represented by the following equation. I m = A · cos {φ + K · cos (ω mt )} K K = 4 · π · ξ / λ

【0019】この式をベッセル関数を用いて展開し、
変調周波数ωm の成分を乗算器16とローパスフィルタ
ー15で検出し、また、変調周波数の2倍の周波数成分
2ωm を乗算器12とローパスフィルター13で抽出す
ると、次式となる。 Im (ωm )=2A・J1 (K)sinφ Im (2ωm )=2A・J2 (K)cosφ
This equation is expanded using a Bessel function,
When the component of the modulation frequency ω m is detected by the multiplier 16 and the low-pass filter 15, and the frequency component 2ω m twice the modulation frequency is extracted by the multiplier 12 and the low-pass filter 13, the following equation is obtained. I mm ) = 2A · J 1 (K) sinφ I m (2ω m ) = 2A · J 2 (K) cos φ

【0020】ここで、 J1 (K)=J2 (K) となるように、変調深さξを調整する(ξ=0.23
λ)か、ローパスフィルタ13,15のゲインを調整し
て、演算器14で下式を計算することで、干渉位相φの
高精度な測定が可能となり、変位の検出が可能となる。 Lm =(λ/2π)・tan-1{Im (ωm )/I
m (2ωm )}+Lr
Here, the modulation depth ξ is adjusted so that J 1 (K) = J 2 (K) (ξ = 0.23).
λ) or by adjusting the gains of the low-pass filters 13 and 15 and calculating the following expression by the computing unit 14, it becomes possible to measure the interference phase φ with high accuracy and detect the displacement. L m = (λ / 2π) · tan -1 {I mm ) / I
m (2ω m )} + L r

【0021】また、光導波路部のパターンとして、図1
に示すY形分岐だけでなく、図2に示すような2×2の
分岐パターンでも可能である。この場合には、干渉位相
φの測定方法としては、参照光の位相を正弦波状に変調
する位相変調法だけでなく、参照光へ与える位相シフト
を90degと固定して使用することも可能であり、こ
の場合は、sinφとcosφの信号をI/V変換回路
11で直接出力することができる。さらに、Y形光導波
路ではなく、方向性結合器を用いた構成としても良い。
FIG. 1 shows an optical waveguide pattern.
In addition to the Y-shaped branch shown in FIG. 2, a 2 × 2 branch pattern as shown in FIG. 2 is also possible. In this case, as a method of measuring the interference phase φ, not only the phase modulation method of modulating the phase of the reference light in a sine wave shape but also the phase shift given to the reference light can be fixed at 90 deg. In this case, the signals of sinφ and cosφ can be directly output by the I / V conversion circuit 11. Further, a configuration using a directional coupler instead of the Y-shaped optical waveguide may be adopted.

【0022】なお、上記実施例において、基盤材料に、
ニオブ酸リチウムを使用し、チタン拡散で光導波路部を
作製しても同様の効果を得られる。この場合には、基盤
が電気光学効果を持つため、電極パターンを製作し、電
界を印加するだけで、位相変調が可能である。
In the above embodiment, the base material is
The same effect can be obtained by using lithium niobate to produce an optical waveguide portion by titanium diffusion. In this case, since the substrate has an electro-optic effect, phase modulation is possible only by manufacturing an electrode pattern and applying an electric field.

【0023】また、光導波路部の端面を斜めに加工する
ことにより、LDや受光素子への戻り光を低減すること
ができ、LDの出力損失や受光素子へのノイズの混入を
防止できる。
Further, by processing the end face of the optical waveguide portion obliquely, it is possible to reduce the return light to the LD and the light receiving element, thereby preventing the output loss of the LD and the entry of noise into the light receiving element.

【0024】さらに、上記実施例では、LD5らの出射
光をセルフォックレンズ6を用いて平行光とし、空間伝
搬させる例を示したが、LD5からの光をファイバなど
の光導波路に入射させ、測定対象まで導き、反射光もフ
ァイバなどの光導波路に入射させて検出することも可能
である。
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the light emitted from the LD 5 is converted into parallel light using the SELFOC lens 6 and propagated in the space, but the light from the LD 5 is made incident on an optical waveguide such as a fiber. It is also possible to detect the reflected light by guiding it to an object to be measured and making the reflected light incident on an optical waveguide such as a fiber.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上、実施例と共に具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、 (1)光IC化干渉計部を1つの結合用光導波路と位相
シフタだけで構成しているため、小型・低価格化が可能
である。 (2)LDの両面から出射される光の一方を参照光に、
他方を測定光として利用する構成としているため、LD
への戻り光およびコヒーレントノイズの発生を本質的に
なくすことができる。 (3)干渉位相の測定法として、参照光路の位相を正弦
波状に振る位相変調法を用いることにより、信号を変調
周波数上に乗せることができ、DCドリフトの影響を受
けない安定した動作を実現できる。などの効果を有する
光IC化変位計を実現できる。
As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, (1) the optical IC-based interferometer is constituted by only one coupling optical waveguide and phase shifter. It is possible to reduce the size and cost. (2) One of the lights emitted from both sides of the LD is used as a reference light,
Since the other is used as measurement light, LD
And the generation of coherent noise and return light to the light source can be essentially eliminated. (3) As a method for measuring the interference phase, a signal can be put on the modulation frequency by using a phase modulation method in which the phase of the reference optical path is sine-wave-shaped, and a stable operation free from the influence of DC drift is realized. it can. It is possible to realize an optical IC-based displacement meter having the above effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光IC化変位計の一実施例を示す構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical IC-based displacement meter according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の光IC化変位計の他の実施例を示す構
成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing another embodiment of the optical IC-based displacement meter of the present invention.

【図3】光IC干渉計の従来例である。FIG. 3 is a conventional example of an optical IC interferometer.

【図4】図3の光IC干渉計の信号処理回路の回路構成
図である。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a signal processing circuit of the optical IC interferometer of FIG. 3;

【図5】図4の信号処理回路の各回路の出力信号の説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of an output signal of each circuit of the signal processing circuit of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 参照光導波路 2 測定光導波路 3 Y形光導波路(結合用光導波路) 4 位相変調器 5 レーザダイオード 6、7 セルフォックレンズ 8 コーナーキューブ(測定対象物) 9 受光素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reference optical waveguide 2 Measurement optical waveguide 3 Y-shaped optical waveguide (coupling optical waveguide) 4 Phase modulator 5 Laser diode 6, 7 Selfoc lens 8 Corner cube (measurement object) 9 Light receiving element

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 レーザダイオード(5)と、 このレーザダイオード(5)の片面に取り付けられ前記
レーザダイオード(5)の出力光をコリメートするコリ
メータレンズ(6)と、 このコリメータレンズ(6)からの光が入射される測定
対象物(8)と、 この測定対象物(8)からの反射光をレンズ(7)を介
して導波する測定光導波路(2)と、 前記レーザダイオード(5)の他方の出射面からの光を
導波する参照光導波路(1)と、 この参照光導波路(1)または前記測定光導波路(2)
を伝搬する光の位相を変調するための位相変調器(4)
と、 前記測定光導波路(2)と参照光導波路(1)を結合す
る結合用光導波路(3)と、 この結合用光導波路(3)で結合された光が入射される
受光素子(9)とを備えた構成の光IC化干渉計部を具
備し、 前記位相変調器(4)で参照光または測定光の位相を正
弦波状に変調することにより前記受光素子(9)から得
られた干渉信号のスペクトラム位相から前記測定対象物
(8)の変位を測定するようにしたことを特徴とする光
IC化変位計。
1. A laser diode (5), a collimator lens (6) attached to one surface of the laser diode (5), and collimating output light of the laser diode (5); A measuring object (8) into which light is incident, a measuring optical waveguide (2) for guiding reflected light from the measuring object (8) through a lens (7), and a laser diode (5). A reference optical waveguide (1) for guiding light from the other exit surface; and the reference optical waveguide (1) or the measurement optical waveguide (2).
Modulator for modulating the phase of light propagating through the optical path (4)
A coupling optical waveguide (3) for coupling the measurement optical waveguide (2) and the reference optical waveguide (1); and a light receiving element (9) to which light coupled by the coupling optical waveguide (3) is incident. An interferometer having an optical IC configuration having the following configuration: the phase modulator (4) modulates the phase of the reference light or the measurement light into a sinusoidal waveform to obtain the interference obtained from the light receiving element (9). An optical IC displacement meter, wherein the displacement of the object to be measured (8) is measured from the spectrum phase of a signal.
【請求項2】 前記参照光導波路(1)、測定光導波路
(2)および結合用光導波路(3)は、火炎堆積法で製
作したガラス導波路で構成すると共に、前記位相変調器
(4)は熱光学効果を利用して構成したことを特徴とす
る請求項1記載の光IC化変位計。
2. The reference optical waveguide (1), the measuring optical waveguide (2), and the coupling optical waveguide (3) are formed of a glass waveguide manufactured by a flame deposition method, and the phase modulator (4). 2. An optical IC-based displacement meter according to claim 1, wherein the sensor is configured using a thermo-optic effect.
【請求項3】 前記参照光導波路(1)、測定光導波路
(2)および結合用光導波路(3)は、ニオブ酸リチウ
ム基盤上のチタン拡散で製作すると共に、前記位相変調
器(4)は電気光学効果を利用して構成したことを特徴
とする請求項1記載の光IC化変位計。
3. The reference optical waveguide (1), the measurement optical waveguide (2) and the coupling optical waveguide (3) are manufactured by titanium diffusion on a lithium niobate substrate, and the phase modulator (4) is 2. An optical IC-based displacement meter according to claim 1, wherein the displacement meter is configured using an electro-optic effect.
【請求項4】 前記参照光導波路(1)、測定光導波路
(2)および結合用光導波路(3)の端面を斜めに加工
したことを特徴とする請求項1記載の光IC化変位計。
4. An optical IC displacement meter according to claim 1, wherein end faces of said reference optical waveguide (1), said measuring optical waveguide (2) and said coupling optical waveguide (3) are processed obliquely.
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