JP3318706B2 - センシング装置 - Google Patents
センシング装置Info
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Description
変換して検出するセンシング装置に関する。この種のセ
ンシング装置は、無線通信や放送などに使用される信号
電波を検出でき、またEMC分野で電波の強さや周波数
を検出したり、電磁ノイズを検出することもできるもの
である。
である電波の利用密度が増加し、より高周波域へと広が
っている。通信システムにおいても、高周波化が比較的
容易である光ファイバ伝送路と無線との融合が進んでい
る。
装置、ロボットなどのFA機器、自動車の制御装置など
多くの電子装置は、外部から到来する電磁波の影響を受
けて誤動作する危険を常に持っている。外来電磁波の対
策を行うには、まず各装置や機器が発生する電磁波を正
確に測定することが重要である。そこで、光変調器にア
ンテナロッドを接続して電磁波を光信号に直接に変換
し、その光信号の強度や周波数などを検出することで電
磁波を測定するできるセンシング装置が開発されてい
る。
例を示す。図5はそのセンシング装置に用いられる反射
型光変調器の構成を示す。図において矢印付きの破線は
光が伝播される向きを示す(以下同じ)。ニオブ酸リチ
ウム結晶を基板81とし、その上にチタン拡散による入
出射光導波路85、位相シフト光導波路84と反射部8
6からなる反射型の分岐干渉型光導波路と分割構造の変
調電極82が形成されている。アンテナ44で誘起され
た交流電圧は変調電極82に導かれ、位相シフト光導波
路84に印加される。光源46からの光は光ファイバ4
8、光サーキュレータ72、光ファイバ49を通って反
射型光変調器42の入出射光導波路85に入射され、2
つの位相シフト光導波路84にエネルギーが分割され、
反射部86で反射され、再び入出射光導波路85を通っ
て光ファイバ49に出射される。その際、光ファイバ4
9に出射される出射光の強度は位相シフト光導波路84
に印加された交流電圧に応じて変化するので、その強度
の変化を光検出器47で検出することによりアンテナ4
4に印加される電波の強度や周波数、電波に含まれる信
号などを検出することができる。
装置においては、光変調器は一定の偏光成分に対しての
み動作するので光ファイバ48としては偏光保存光ファ
イバを使用する。通常のシングルモード光ファイバを使
用した場合には歪や温度変化などによる偏光状態の変化
が生ずるため、光変調器により変調される光のパワーが
変動するためである。しかし、偏光保存光ファイバは通
常のシングルモード光ファイバに比べて高価である。
源や光検出器を含む端末装置までの距離が離れており光
ファイバ48が長い場合は光源として2つの直線偏光光
源を合成してランダム偏光とし、シングルモード光ファ
イバを伝送路とする構成が特願平7−322938号に
述べられている。しかし、この構成では2つの直線偏光
光源を必要とするため装置が非常に高価になり、かつ消
費電力、形状も大きくなってしまう。
用可能でかつ通常のシングルモード光ファイバーを伝送
路とすることにより、低価格化、低消費電力化、小型化
が可能なセンシング装置を提供することにある。
に、本発明によるセンシング装置は、電磁波に応じて交
流電圧を誘起するアンテナと、直線偏光を発生する光発
生手段と、前記直線偏光を複数の偏光成分に分離する光
分離手段と、前記光発生手段と前記光分離手段とを接続
した入力側シングルモード光ファイバ伝送路と、前記交
流電圧に応じて前記複数の偏光成分を夫々変調して複数
の変調光を生成する光変調手段と、前記複数の変調光を
合成して合成光を生成する光合成手段と、前記合成光を
検出して装置出力を生成する光検出手段と、前記光合成
手段と前記光検出手段とを接続した出力側シングルモー
ド光ファイバ伝送路とを含むことを特徴とする。
合成手段との間に並列接続された複数の光変調器を含
み、前記複数の光変調器は前記複数の偏光成分が夫々入
力されかつ前記交流電圧が同時に印加されるように構成
されるとよい。
変調器に同期して印加されるように構成される。
手段との間の光路は、異なる光変調器を通過するもの間
の光路長の差が長くとも1mである。
手段との間の光路は、異なる光変調器を通過するもの間
の光路の損失の差が多くとも3dBである。
光路に、異なる光変調器を通過するもの間の光路の損失
の差を多くとも3dBに制限する光減衰器を挿入しても
よい。
で反射されて入射端に戻るように構成された反射型光変
調器であり、前記光分離手段及び前記光合成手段は単一
の光分離合成器で構成されてもよい。
と前記光分離合成器との間に光サーキュレータを挿入し
てもよい。
を前記入力側シングルモード光ファイバ伝送路で接続
し、前記光検出手段と前記光サーキュレータとを前記出
力側シングルモード光ファイバ伝送路で接続してもよ
い。
て図面を参照して詳細に説明する。
装置の構成を示す。光源46、光検出器47、光サーキ
ュレータ72は図4の従来のセンシング装置と同じであ
る。光サーキュレータ72の出射光を偏光分離器13に
より互いに直交する2つの偏光成分に分離し、2つの反
射型光変調器11、12に夫々入射する。ここで、反射
型光変調器11,12はともに図5に示すものと同一の
構成であり、それぞれの変調電極の端子16および17
はダイポールアンテナ15の出力端子に並列に接続され
ている。
等の直線偏光を発生する。光源46から出射した直線偏
光はシングルモード光ファイバ10を通過し偏光分離器
13により2つの互いに直交する偏光成分となる。この
とき偏光分離器13は光分離手段として働く。2つの偏
光成分は偏光方向を調整され反射型光変調器11,12
へ入射する。
に反射型光変調器11,12の電極に印加される。アン
テナ15に誘起された交流電圧に応じて、反射型光変調
器11,12は2つの偏光成分からなる入射光18,1
9を同時に変調してそれぞれ変調光である2つの出射光
20,21を生成する。反射型光変調器11,12は合
せて光変調手段を構成する。
により偏光合成される。このとき偏光分離器13は光合
成手段として働く。偏光分離器13は光分離手段として
働いたり光合成手段として働いたりするため、光分離合
成器と見做すこともできる。偏光分離器13により偏光
合成された合成光は光サーキュレータ72に入射し、シ
ングルモード光ファイバ30を経由して光検出器47に
入射する。偏光分離器13からの光の出射の経路におい
て、偏光分離器13、光サーキュレータ72、シングル
モード光ファイバ30、及び光検出器47を纏めてここ
では出力段と呼ぶ。
2つの反射型光変調器11,12に印加されるように,
アンテナ15とそれぞれの端子16と17を接続する線
路22,23は互いにほぼ等しい長さに設定されてい
る。また、変調された出射光20と21も同期して合成
されるように,2つの反射型光変調器11,12を通る
光路長は互いにほぼ等しい長さに設定される。ここで変
調周波数が20MHz程度、位相のずれの許容値を1/
10波長以下とすれば光ファイバ長の差は1m以下が要
求される。
モード光ファイバ伝送路10の中で歪や温度変化などに
よって偏光状態が変化すると入射光18と19の光パワ
ー比が変化するがその和は一定である。そこで反射型光
変調器11と12の挿入損失が同程度であれば光検出器
47への入射光パワーは一定となる。ここで反射型光変
調器11を通過する光路と反射型光変調器12を通過す
る光路との間で、光路の損失の差を多くとも3dBに設
定する。光変調器11,12の挿入損失の差を補償する
ように光路中に光減衰器を入れて光路の損失の差を多く
とも3dBに調整してもよい。
つの直線偏光光源を使用可能でありかつ通常のシングル
モード光ファイバを伝送路とできるので、低価格化、低
消費電力化、小型化が可能となる。
グ装置を示す。このセンシング装置では光変調器として
通常の透過型光変調器31,32を用いる。このセンシ
ング装置で用い得る透過型光変調器の一例を図3に示
す。入射光導波路51への入射光は2つの位相シフト光
導波路52,53に分かれ、それぞれ変調電極54を通
過し出射光導波路55に合流することにより互いに干渉
して強度変調された光となり出射する。
型光変調器31,32の電極との間で受動的な共振回路
33を構成し、特定の周波数領域における上記電極への
印加電圧を大きくし感度を高めている。
直線偏光よりなる出射光はシングルモード光ファイバ1
0を通り偏光分離器13により互いに直交する2つの偏
光成分となり透過型光変調器31,32に入射する。透
過型光変調器31,32はアンテナ44に誘起された交
流電圧に応じて2つの偏光成分を夫々変調して複数の変
調光を出射する。2つの光変調器31,32からの出射
光は偏光合成器25により合成されシングルモード光フ
ァイバ30を通り光検出器47に入射する。
ード光ファイバ10を通過した光の偏光状態によらず光
検出器には一定の光パワーが入射されるので1つの光源
により装置を構成できる。
13により互いに直交する2つの偏光成分に分離した例
を説明したが、3つ以上の偏光成分に分離しそれに対応
する数の光変調器を使用することでも同様に実施でき
る。
器として働く偏光分離器13と光サーキュレータ72の
代わりに両機能を合わせもつデバイスを構成し使用して
もよい。
直線偏光光源を使用可能でかつ通常のシングルモード光
ファイバを伝送路とすることにより低価格化、低消費電
力化、小型化が可能なセンシング装置が得られる。
を示す図である。
成を示す図である。
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 電磁波に応じて交流電圧を誘起するアン
テナと、直線偏光を発生する光発生手段と、前記直線偏
光を複数の偏光成分に分離する光分離手段と、前記光発
生手段と前記光分離手段とを接続した入力側シングルモ
ード光ファイバ伝送路と、前記交流電圧に応じて前記複
数の偏光成分を夫々変調して複数の変調光を生成する光
変調手段と、前記複数の変調光を合成して合成光を生成
する光合成手段と、前記合成光を検出して装置出力を生
成する光検出手段と、前記光合成手段と前記光検出手段
とを接続した出力側シングルモード光ファイバ伝送路と
を含むことを特徴とするセンシング装置。 - 【請求項2】 前記光変調手段は前記光分離手段と前記
光合成手段との間に並列接続された複数の光変調器を含
み、前記複数の光変調器は前記複数の偏光成分が夫々入
力されかつ前記交流電圧が同時に印加されるように構成
されている請求項1記載のセンシング装置。 - 【請求項3】 前記交流電圧は前記複数の光変調器に同
期して印加されるように構成されている請求項2記載の
センシング装置。 - 【請求項4】 前記光分離手段と前記光合成手段との間
の光路は、異なる光変調器を通過するもの間の光路長の
差が長くとも1mである請求項2記載のセンシング装
置。 - 【請求項5】 前記光分離手段と前記光合成手段との間
の光路は、異なる光変調器を通過するもの間の光路の損
失の差が多くとも3dBである請求項3記載のセンシン
グ装置。 - 【請求項6】 前記光分離手段と前記光合成手段との間
の光路に、異なる光変調器を通過するもの間の光路の損
失の差を多くとも3dBに制限する光減衰器を挿入した
請求項2記載のセンシング装置。 - 【請求項7】 前記複数の光変調器の各々は入射光が内
部で反射されて入射端に戻るように構成された反射型光
変調器であり、前記光分離手段及び前記光合成手段は単
一の光分離合成器で構成されていることを特徴とする請
求項2−6のいずれかに記載のセンシング装置。 - 【請求項8】 前記光発生手段及び前記光検出手段の各
々と前記光分離合成器との間に光サーキュレータを挿入
した請求項7記載のセンシング装置。 - 【請求項9】 前記光発生手段と前記光サーキュレータ
とを前記入力側シングルモード光ファイバ伝送路で接続
し、前記光検出手段と前記光サーキュレータとを前記出
力側シングルモード光ファイバ伝送路で接続した請求項
8記載のセンシング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19990897A JP3318706B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | センシング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19990897A JP3318706B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | センシング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1144721A JPH1144721A (ja) | 1999-02-16 |
JP3318706B2 true JP3318706B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=16415611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19990897A Expired - Lifetime JP3318706B2 (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | センシング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3318706B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112578189A (zh) * | 2019-09-27 | 2021-03-30 | 中国科学院物理研究所 | 一种自驱动式光电探测系统 |
-
1997
- 1997-07-25 JP JP19990897A patent/JP3318706B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1144721A (ja) | 1999-02-16 |
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