JP3454417B2 - 屈折率測定方法及び屈折率測定器 - Google Patents
屈折率測定方法及び屈折率測定器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に液体の屈折率
を簡便に且つ高精度に測定する屈折率測定方法及び屈折
率測定器に関するものである。
を簡便に且つ高精度に測定する屈折率測定方法及び屈折
率測定器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液体の屈折率測定器としてはアッベの屈
折率測定器がよく知られている。しかし、一般的には可
視光であるナトリウムＤ線の波長についてのみ測定が行
われ、光通信でよく使用される近赤外域（1.２〜1.７μ
ｍ）での屈折率あるいは波長依存性を測定することは困
難であった。
折率測定器がよく知られている。しかし、一般的には可
視光であるナトリウムＤ線の波長についてのみ測定が行
われ、光通信でよく使用される近赤外域（1.２〜1.７μ
ｍ）での屈折率あるいは波長依存性を測定することは困
難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、近赤外における液体の屈折率を簡便に且つ高
精度に評価することのできる屈折率測定方法及び屈折率
測定器を提供することを目的とする。
術に鑑み、近赤外における液体の屈折率を簡便に且つ高
精度に評価することのできる屈折率測定方法及び屈折率
測定器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、入力光を分岐して光路長差が一定値づつ順
次増加する複数の導波路を通過させて光路長差に応じた
透過中心波長の出力光を取り出すようにした導波路型干
渉計の前記複数の導波路に更に光路長が一定量δｌづつ
増加又は減少する溝を備えた溝付き導波路型干渉計を準
備する第１工程と、前記溝を空胴としたまま得られる出
力光の透過中心波長λc0を取得する第２工程と、次いで
前記溝に未知の屈折率ｎliquidを有する液体を充填した
時に得られる出力光の透過中心波長λc1を取得する第３
工程と、その後に次式、 ｎliquid＝１＋｛ｍ・（λc1−λc0）｝／δｌ （但し、ｍは回折次数（任意の整数）である）により未
知の屈折率ｎliquidを算出する第４工程とを備えたこと
を特徴とする。
明の構成は、入力光を分岐して光路長差が一定値づつ順
次増加する複数の導波路を通過させて光路長差に応じた
透過中心波長の出力光を取り出すようにした導波路型干
渉計の前記複数の導波路に更に光路長が一定量δｌづつ
増加又は減少する溝を備えた溝付き導波路型干渉計を準
備する第１工程と、前記溝を空胴としたまま得られる出
力光の透過中心波長λc0を取得する第２工程と、次いで
前記溝に未知の屈折率ｎliquidを有する液体を充填した
時に得られる出力光の透過中心波長λc1を取得する第３
工程と、その後に次式、 ｎliquid＝１＋｛ｍ・（λc1−λc0）｝／δｌ （但し、ｍは回折次数（任意の整数）である）により未
知の屈折率ｎliquidを算出する第４工程とを備えたこと
を特徴とする。
【０００５】また本発明の構成は、前記第２工程で、溝
を空胴とする代わりに既知の屈折率ｎliquid0 を有する
液体を充填した時に得られる出力中心波長λliquid0 を
取得し、 前記第４工程において未知の屈折率を次式 ｎliquid＝ｎliquid0 ＋｛ｍ・（λc1−λliquid0 ）｝
／δｌ により算出することを特徴とする。
を空胴とする代わりに既知の屈折率ｎliquid0 を有する
液体を充填した時に得られる出力中心波長λliquid0 を
取得し、 前記第４工程において未知の屈折率を次式 ｎliquid＝ｎliquid0 ＋｛ｍ・（λc1−λliquid0 ）｝
／δｌ により算出することを特徴とする。
【０００６】また本発明の構成は、前記導波路型干渉計
が、入力光を分岐するスラブ導波路と、分岐した入力光
を通過させる光路長が順次増加する複数の導波路から成
るアレイ導波路と、前記アレイ導波路を通過した光を合
波するスラブ導波路とから成るアレイ導波路格子型波長
合分波器であることを特徴とする。
が、入力光を分岐するスラブ導波路と、分岐した入力光
を通過させる光路長が順次増加する複数の導波路から成
るアレイ導波路と、前記アレイ導波路を通過した光を合
波するスラブ導波路とから成るアレイ導波路格子型波長
合分波器であることを特徴とする。
【０００７】また本発明の構成は、前記導波路型干渉計
が、入力光を分岐する３ｄＢ方向性結合器と、分岐した
入力光を通過させる光路長が異なる２本の導波路から成
るアーム導波路と、前記アーム導波路を通過した光を合
波する３ｄＢ方向性結合器とから成るマッハツェンダ型
波長合分波器であることを特徴とする。
が、入力光を分岐する３ｄＢ方向性結合器と、分岐した
入力光を通過させる光路長が異なる２本の導波路から成
るアーム導波路と、前記アーム導波路を通過した光を合
波する３ｄＢ方向性結合器とから成るマッハツェンダ型
波長合分波器であることを特徴とする。
【０００８】また本発明の構成は、光源と、前記光源か
らの入力光を分岐して光路長差が一定値づつ順次増加す
る複数の導波路を通過させて光路長差に応じた透過中心
波長の出力光を取り出すようにした導波路型干渉計の前
記複数の導波路に更に光路長が一定量δｌづつ増加又は
減少する溝を備えた溝付き導波路型干渉計と、前記溝付
き導波路型干渉計から出力された光が入力され、前記溝
が空胴状態のときや前記溝に既知の屈折率の液体を充填
したときの光の波長と、前記溝に未知の屈折率の液体を
充填したときの光の波長とを基に、前記未知の屈折率の
液体の屈折率を求める検出手段とを備えたことを特徴と
する。
らの入力光を分岐して光路長差が一定値づつ順次増加す
る複数の導波路を通過させて光路長差に応じた透過中心
波長の出力光を取り出すようにした導波路型干渉計の前
記複数の導波路に更に光路長が一定量δｌづつ増加又は
減少する溝を備えた溝付き導波路型干渉計と、前記溝付
き導波路型干渉計から出力された光が入力され、前記溝
が空胴状態のときや前記溝に既知の屈折率の液体を充填
したときの光の波長と、前記溝に未知の屈折率の液体を
充填したときの光の波長とを基に、前記未知の屈折率の
液体の屈折率を求める検出手段とを備えたことを特徴と
する。
【０００９】また本発明の構成は、前記導波路型干渉計
が、入力光を分岐するスラブ導波路と、分岐した入力光
を通過させる光路長が順次増加する複数の導波路から成
るアレイ導波路と、前記アレイ導波路を通過した光を合
波するスラブ導波路とから成るアレイ導波路格子型波長
合分波器であることを特徴とする。
が、入力光を分岐するスラブ導波路と、分岐した入力光
を通過させる光路長が順次増加する複数の導波路から成
るアレイ導波路と、前記アレイ導波路を通過した光を合
波するスラブ導波路とから成るアレイ導波路格子型波長
合分波器であることを特徴とする。
【００１０】また本発明の構成は、前記導波路型干渉計
が、入力光を分岐する３ｄＢ方向性結合器と、分岐した
入力光を通過させる光路長が異なる２本の導波路から成
るアーム導波路と、前記アーム導波路を通過した光を合
波する３ｄＢ方向性結合器とから成るマッハツェンダ型
波長合分波器であることを特徴とする。
が、入力光を分岐する３ｄＢ方向性結合器と、分岐した
入力光を通過させる光路長が異なる２本の導波路から成
るアーム導波路と、前記アーム導波路を通過した光を合
波する３ｄＢ方向性結合器とから成るマッハツェンダ型
波長合分波器であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００１２】図１は本発明の第１の実施の形態に係る屈
折率測定器を示す。この屈折率測定器で用いるように準
備した溝付き導波路干渉計１０は、アレイ導波路格子型
波長合分波器（ＡＷＧ）２０に、溝３０を形成して構成
されている。
折率測定器を示す。この屈折率測定器で用いるように準
備した溝付き導波路干渉計１０は、アレイ導波路格子型
波長合分波器（ＡＷＧ）２０に、溝３０を形成して構成
されている。
【００１３】更に詳述すると、アレイ導波路格子型波長
合分波器（ＡＷＧ）２０は、入力導波路２１と、この入
力導波路２１を介して外部から入力された入力光を分岐
するスラブ導波路２２と、分岐した入力光を通過させる
光路長が順次増加する複数の導波路からなるアレイ導波
路２３と、このアレイ導波路２３を通過した光を合波す
るスラブ導波路２４と、このスラブ導波路２４で合波し
た光を外部に出力する出力導波路２５を有している。
合分波器（ＡＷＧ）２０は、入力導波路２１と、この入
力導波路２１を介して外部から入力された入力光を分岐
するスラブ導波路２２と、分岐した入力光を通過させる
光路長が順次増加する複数の導波路からなるアレイ導波
路２３と、このアレイ導波路２３を通過した光を合波す
るスラブ導波路２４と、このスラブ導波路２４で合波し
た光を外部に出力する出力導波路２５を有している。
【００１４】アレイ導波路格子型波長合分波器（ＡＷ
Ｇ）２０は、Ｓｉ基板２６上に作製された石英系プレー
ナ光波回路（ＰＬＣ）から構成されており、詳しくはM.
K.Smitand Cor van Dam. "PHASAR-based WDM-devices:
principles, design andapplicatiosns," IEEE Journal
of Lightwave Technology, vol.2, no.2, pp.236-250,
June 1996. に紹介されている。
Ｇ）２０は、Ｓｉ基板２６上に作製された石英系プレー
ナ光波回路（ＰＬＣ）から構成されており、詳しくはM.
K.Smitand Cor van Dam. "PHASAR-based WDM-devices:
principles, design andapplicatiosns," IEEE Journal
of Lightwave Technology, vol.2, no.2, pp.236-250,
June 1996. に紹介されている。
【００１５】楔型の溝３０は、複数のアレイ導波路２３
に備えられている。この溝３０は、溝部の拡大上面図で
ある図２にも示すように、各アレイ導波路２３の長さが
増加する方向に関して、溝内での光路長（溝幅）が一定
量δｌづづ増加する形状となっている。なお、各アレイ
導波路２３の長さが増加する方向に関して、溝内での光
路長差（溝幅）が一定値δ１づづ減少する形状とするよ
うにしても良い。この溝３０内には、測定するための液
体が充填される。
に備えられている。この溝３０は、溝部の拡大上面図で
ある図２にも示すように、各アレイ導波路２３の長さが
増加する方向に関して、溝内での光路長（溝幅）が一定
量δｌづづ増加する形状となっている。なお、各アレイ
導波路２３の長さが増加する方向に関して、溝内での光
路長差（溝幅）が一定値δ１づづ減少する形状とするよ
うにしても良い。この溝３０内には、測定するための液
体が充填される。
【００１６】光源４０は、1.３μｍＳＬＤ（ super lum
inescence diode ) 、1.４５μｍＳＬＤ、1.５５μｍＳ
ＬＤ、1.６５μｍＳＬＤを内蔵しており、波長が1.３μ
ｍ，1.４５μｍ，1.５５μｍ，1.６５μｍの光を合波し
た光を出力する。なお、1.５５μｍ帯だけの屈折率測定
でよければ1.５５μｍＳＬＤあるいはＥｒファイバアン
プのＡＳＥによる光源としてもよい。この光源４０から
出力された光は、光ファイバ４１を介してアレイ導波路
格子型波長合分波器（ＡＷＧ）２０の入力導波路２１に
入力される。
inescence diode ) 、1.４５μｍＳＬＤ、1.５５μｍＳ
ＬＤ、1.６５μｍＳＬＤを内蔵しており、波長が1.３μ
ｍ，1.４５μｍ，1.５５μｍ，1.６５μｍの光を合波し
た光を出力する。なお、1.５５μｍ帯だけの屈折率測定
でよければ1.５５μｍＳＬＤあるいはＥｒファイバアン
プのＡＳＥによる光源としてもよい。この光源４０から
出力された光は、光ファイバ４１を介してアレイ導波路
格子型波長合分波器（ＡＷＧ）２０の入力導波路２１に
入力される。
【００１７】また、入力導波路２１を介して入力され、
スラブ導波路２２→溝３０が備えられたアレイ導波路２
３→スラブ導波路２４→出力導波路２５の経路を通過し
てきた光は、光ファイバ５１を介してスペクトラムアナ
ライザ５０に入射される。
スラブ導波路２２→溝３０が備えられたアレイ導波路２
３→スラブ導波路２４→出力導波路２５の経路を通過し
てきた光は、光ファイバ５１を介してスペクトラムアナ
ライザ５０に入射される。
【００１８】スペクトラムアナライザ５０は、溝３０が
空胴状態となっているときと溝３０に測定すべき液体が
充填されているときの、光の波長を測定することによ
り、測定すべき液体の屈折率を算出する（算出手法につ
いては後述する）。
空胴状態となっているときと溝３０に測定すべき液体が
充填されているときの、光の波長を測定することによ
り、測定すべき液体の屈折率を算出する（算出手法につ
いては後述する）。
【００１９】次に、未知の屈折率を有する液体の屈折率
を測定・算出する手法を説明する。
を測定・算出する手法を説明する。
【００２０】アレイ導波路格子型波長合分波器（ＡＷ
Ｇ）２０の中央入力ポートから中央出力ポートへ透過す
るチャンネルの透過波長は中心波長λc と呼ばれ次式で
与えられる。 λc ＝（ｎc ・ΔＬ）／ｍ …（１） ここでｎc はアレイ導波路の実効屈折率、ΔＬは隣接す
るアレイ導波路の長さの差、ｍはｎc ・ΔＬの中に入る
波長λc の波の数で定義される回折次数（任意の整数）
を表す。
Ｇ）２０の中央入力ポートから中央出力ポートへ透過す
るチャンネルの透過波長は中心波長λc と呼ばれ次式で
与えられる。 λc ＝（ｎc ・ΔＬ）／ｍ …（１） ここでｎc はアレイ導波路の実効屈折率、ΔＬは隣接す
るアレイ導波路の長さの差、ｍはｎc ・ΔＬの中に入る
波長λc の波の数で定義される回折次数（任意の整数）
を表す。
【００２１】つまり、図１に示す出力導波路２５からは
式（１）の関係を満たす特定波長、特定次数の光が出力
される。
式（１）の関係を満たす特定波長、特定次数の光が出力
される。
【００２２】本実施の形態では、アレイ導波路格子型波
長合分波器（ＡＷＧ）２０には、図２に示すように隣接
するアレイ導波路間で溝の幅がδｌずつ変化する楔状の
溝３０を加工している。
長合分波器（ＡＷＧ）２０には、図２に示すように隣接
するアレイ導波路間で溝の幅がδｌずつ変化する楔状の
溝３０を加工している。
【００２３】この溝３０が空洞（正確には真空）の場
合、ＡＷＧ２０の中心波長λc0は次式で示す値になる。 λc0＝（ｎc ・ΔＬWG＋δｌ）／ｍ …（２） ここでΔＬWGは隣接するアレイ導波路における溝以外の
導波路における長さの差を表す。
合、ＡＷＧ２０の中心波長λc0は次式で示す値になる。 λc0＝（ｎc ・ΔＬWG＋δｌ）／ｍ …（２） ここでΔＬWGは隣接するアレイ導波路における溝以外の
導波路における長さの差を表す。
【００２４】次に、溝３０に屈折率がｎliquidの液体を
充填したときの中心波長λc1は以下の式で与えられる値
になる。 λc1＝（ｎc ・ΔＬWG＋ｎliquid・δｌ）／ｍ …（３）
充填したときの中心波長λc1は以下の式で与えられる値
になる。 λc1＝（ｎc ・ΔＬWG＋ｎliquid・δｌ）／ｍ …（３）
【００２５】式（２）と式（３）から液体の屈折率ｎ
liquidは以下の式で与えられる。 ｎliquid＝１＋｛ｍ・（λc1−λc0）｝／δｌ …（４）
liquidは以下の式で与えられる。 ｎliquid＝１＋｛ｍ・（λc1−λc0）｝／δｌ …（４）
【００２６】ここでδｌはマスク設計により高精度に与
えることができるため、λc1とλc0の値をスペクトラム
アナライザ３０で高精度に読みとることにより液体の屈
折率ｎliquidを高精度に求めることが可能になるのであ
る。
えることができるため、λc1とλc0の値をスペクトラム
アナライザ３０で高精度に読みとることにより液体の屈
折率ｎliquidを高精度に求めることが可能になるのであ
る。
【００２７】なお、上記の例では、溝３０が空胴の状態
においてＡＷＧ２０の中心波長λc0を求めるようにして
いたが、溝３０を空胴の状態とする代わりに、屈折率が
既知の液体を溝３０に充填するようにしてても良い。
においてＡＷＧ２０の中心波長λc0を求めるようにして
いたが、溝３０を空胴の状態とする代わりに、屈折率が
既知の液体を溝３０に充填するようにしてても良い。
【００２８】屈折率が既知の液体を溝３０に充填する場
合には、上記式（２）、式（４）に対応して、既知の液
体を溝３０に充填して得られる中心波長は下記の式
（５）で与えられ、未知の屈折率ｎliquidは式（６）で
与えられる。ここで、ｎliquid0は既知の液体の屈折率
である。 λliquid0 ＝（ｎc ・ΔＬWG＋ｎliquid0 ．δｌ）／ｍ …（５） ｎliquid＝ｎliquid0 ＋｛ｍ・（λc1−λliquid0 ）｝／δｌ…（６）
合には、上記式（２）、式（４）に対応して、既知の液
体を溝３０に充填して得られる中心波長は下記の式
（５）で与えられ、未知の屈折率ｎliquidは式（６）で
与えられる。ここで、ｎliquid0は既知の液体の屈折率
である。 λliquid0 ＝（ｎc ・ΔＬWG＋ｎliquid0 ．δｌ）／ｍ …（５） ｎliquid＝ｎliquid0 ＋｛ｍ・（λc1−λliquid0 ）｝／δｌ…（６）
【００２９】更に、原理について追加説明すると、本願
発明において、アレイ導波路２３に更に光路長が一定値
δ１づつ増加又は減少する溝３０を設けるのは、未知の
屈折率を測定するのに必須な要件である。
発明において、アレイ導波路２３に更に光路長が一定値
δ１づつ増加又は減少する溝３０を設けるのは、未知の
屈折率を測定するのに必須な要件である。
【００３０】仮に、一定値づつ増加しない溝、例えば全
てのアレイ導波路２３に対して等幅の溝の場合には、溝
部に関する限り光路長差はないので溝部の屈折率が変わ
ったとしても透過中心波長は変化しない。即ち、式
（２）、式（３）にδｌ、ｎliqu id・δｌの項が現れる
ことはなく、この結果式（４）による未知の屈折率は得
られない。
てのアレイ導波路２３に対して等幅の溝の場合には、溝
部に関する限り光路長差はないので溝部の屈折率が変わ
ったとしても透過中心波長は変化しない。即ち、式
（２）、式（３）にδｌ、ｎliqu id・δｌの項が現れる
ことはなく、この結果式（４）による未知の屈折率は得
られない。
【００３１】更に回析次数ｍの異なる中心波長を読みと
ればｎliquidの波長依存性も求めることができる。以上
が本発明の屈折率測定器の原理である。
ればｎliquidの波長依存性も求めることができる。以上
が本発明の屈折率測定器の原理である。
【００３２】本実施例ではＡＷＧの設計パラメータとし
て表１の値を使用した。
て表１の値を使用した。
【００３３】
【表１】
【００３４】本実施の形態では、ＡＷＧ２０はＳｉ基板
２６を用いているため、溝３０に充填した液体の温度を
高精度に制御することができる。なぜならばＳｉ基板２
６は熱伝導性が高いからである。このため、液体の屈折
率温度依存性も上記の原理に習い測定することができ
る。
２６を用いているため、溝３０に充填した液体の温度を
高精度に制御することができる。なぜならばＳｉ基板２
６は熱伝導性が高いからである。このため、液体の屈折
率温度依存性も上記の原理に習い測定することができ
る。
【００３５】次に本発明の第２の実施の形態に係る屈折
率測定器を図３に示す。この屈折率測定器で用いるため
に準備した溝付き導波路干渉計１１０は、マッハツェン
ダ型波長合分波器１２０に、溝１３０を形成して構成さ
れている。
率測定器を図３に示す。この屈折率測定器で用いるため
に準備した溝付き導波路干渉計１１０は、マッハツェン
ダ型波長合分波器１２０に、溝１３０を形成して構成さ
れている。
【００３６】更に詳述すると、マッハツェンダ型波長合
分波器１２０は、入力導波路１２１と、この入力導波路
１２１を介して外部から入力された入力光を分岐する３
ｄＢ方向性結合器１２２と、分岐した入力光を通過させ
る光路長が異なる２本のアーム導波路１２３ａ，１２３
ｂと、このアーム導波路１２３ａ，１２３ｂを通過した
光を合波する３ｄＢ方向性結合器１２４と、この３ｄＢ
方向性結合器１２４で合波した光を外部に出力する出力
導波路１２５を有している。
分波器１２０は、入力導波路１２１と、この入力導波路
１２１を介して外部から入力された入力光を分岐する３
ｄＢ方向性結合器１２２と、分岐した入力光を通過させ
る光路長が異なる２本のアーム導波路１２３ａ，１２３
ｂと、このアーム導波路１２３ａ，１２３ｂを通過した
光を合波する３ｄＢ方向性結合器１２４と、この３ｄＢ
方向性結合器１２４で合波した光を外部に出力する出力
導波路１２５を有している。
【００３７】マッハツェンダ型波長合分波器１２０は、
Ｓｉ基板１２６上に作製された石英系プレーナ光波回路
（ＰＬＣ）から構成されている。
Ｓｉ基板１２６上に作製された石英系プレーナ光波回路
（ＰＬＣ）から構成されている。
【００３８】溝１３０は、一方のアーム導波路１２３ａ
に備えられている。この溝１３０内には、測定するため
の液体が充填される。
に備えられている。この溝１３０内には、測定するため
の液体が充填される。
【００３９】他の部分の構成は、図１に示す第１の実施
の形態と同様である。
の形態と同様である。
【００４０】マッハツェンダ型波長合分波器１２０を用
いた第２の実施の形態に係る屈折率測定器の場合にも、
その中心波長は式（１）と同様な式で表わされ、式
（２）〜式（６）をそのまま適用することにより、屈折
率の測定ができる。
いた第２の実施の形態に係る屈折率測定器の場合にも、
その中心波長は式（１）と同様な式で表わされ、式
（２）〜式（６）をそのまま適用することにより、屈折
率の測定ができる。
【００４１】なお、図３の例では、一方のアーム導波路
１２３ａにのみ溝１３０を形成したが、２本のアーム導
波路１２３ａ，１２３ｂを横断する状態で楔型の溝を形
成するようにしてもよい。
１２３ａにのみ溝１３０を形成したが、２本のアーム導
波路１２３ａ，１２３ｂを横断する状態で楔型の溝を形
成するようにしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、アレイ導波路格子型波長合分波器
のアレイ導波路に溝を設けたり、マッハツェンダ型波長
合分波器のアーム導波路に溝を設けて、溝付き導波路型
干渉計を形成し、前記溝が空胴となっているときや既知
の屈折率の液体を充填したときの透過波長スペクトル
と、前記溝に測定対象である液体を充填したときの透過
波長スペクトルから、測定対象である液体の屈折率を評
価するように構成している。かかる構成となっている本
発明の液体の屈折率測定方法及び屈折率測定器を用いる
ことにより、液体の屈折率・液体の屈折率の温度依存性
・液体の屈折率の波長依存性を簡便に且つ高精度に評価
することが可能になった。
ように、本発明では、アレイ導波路格子型波長合分波器
のアレイ導波路に溝を設けたり、マッハツェンダ型波長
合分波器のアーム導波路に溝を設けて、溝付き導波路型
干渉計を形成し、前記溝が空胴となっているときや既知
の屈折率の液体を充填したときの透過波長スペクトル
と、前記溝に測定対象である液体を充填したときの透過
波長スペクトルから、測定対象である液体の屈折率を評
価するように構成している。かかる構成となっている本
発明の液体の屈折率測定方法及び屈折率測定器を用いる
ことにより、液体の屈折率・液体の屈折率の温度依存性
・液体の屈折率の波長依存性を簡便に且つ高精度に評価
することが可能になった。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る屈折率測定器
を示す構成図。
を示す構成図。
【図２】第１の実施の形態に係る屈折率測定器に形成し
た溝を示す拡大上面図。
た溝を示す拡大上面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る屈折率測定器
を示す構成図。
を示す構成図。
１０ 溝付き導波路型干渉計
２０ アレイ導波路格子型波長合分波器（ＡＷＧ）
２１ 入力導波路
２２ スラブ導波路
２３ アレイ導波路
２４ スラブ導波路
２５ 出力導波路
２６ Ｓｉ基板
３０ 溝
４０ 光源
４１ 光ファイバ
５０ スペクトラムアナライザ
５１ 光ファイバ
１１０ 溝付き導波路型干渉計
１２０ マッハツェンダ型波長合分波器
１２１ 入力導波路
１２２ ３ｄＢ方向性結合器
１２３ａ，１２３ｂ アーム導波路
１２４ ３ｄＢ方向性結合器
１２５ 出力導波路
１２６ Ｓｉ基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−251105（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−323246（ＪＰ，Ａ)
欧州特許出願公開756184（ＥＰ，Ａ
１)
欧州特許出願公開662621（ＥＰ，Ａ
１)
ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆ Ｐｕｂｌ （Ｉ
ｎｓｔ Ｅｌｅｃｔｒ Ｅｎｇ），1997
年，ＮＯ． 448 Ｖｏｌ．５， ＰＡ
ＧＥ． 33−36
ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＬＥＴＴ．，1997
年，ＶＯＬ．33，ＮＯ．23，ｐ1945−
1947
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 21/00 - 21/61
ＷＰＩ／Ｌ
ＥＰＡＴ
ＰＡＴＯＬＩＳ
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (7)
- 【請求項１】 入力光を分岐して光路長差が一定値づつ
順次増加する複数の導波路を通過させて光路長差に応じ
た透過中心波長の出力光を取り出すようにした導波路型
干渉計の前記複数の導波路に更に光路長が一定量δｌづ
つ増加又は減少する溝を備えた溝付き導波路型干渉計を
準備する第１工程と、 前記溝を空胴としたまま得られる出力光の透過中心波長
λc0を取得する第２工程と、 次いで前記溝に未知の屈折率ｎliquidを有する液体を充
填した時に得られる出力光の透過中心波長λc1を取得す
る第３工程と、 その後に次式、 ｎliquid＝１＋｛ｍ・（λc1−λc0）｝／δｌ （但し、ｍは回折次数（任意の整数）である）により未
知の屈折率ｎliquidを算出する第４工程とを備えたこと
を特徴とする屈折率測定方法。 - 【請求項２】 前記第２工程で、溝を空胴とする代わり
に既知の屈折率ｎli quid0 を有する液体を充填した時に
得られる出力中心波長λliquid0 を取得し、 前記第４工程において未知の屈折率を次式 ｎliquid＝ｎliquid0 ＋｛ｍ・（λc1−λliquid0 ）｝
／δｌ により算出することを特徴とする請求項１の屈折率測定
方法。 - 【請求項３】 前記導波路型干渉計が、入力光を分岐す
るスラブ導波路と、分岐した入力光を通過させる光路長
が順次増加する複数の導波路から成るアレイ導波路と、
前記アレイ導波路を通過した光を合波するスラブ導波路
とから成るアレイ導波路格子型波長合分波器であること
を特徴とする請求項１または請求項２の屈折率測定方
法。 - 【請求項４】 前記導波路型干渉計が、入力光を分岐す
る３ｄＢ方向性結合器と、分岐した入力光を通過させる
光路長が異なる２本の導波路から成るアーム導波路と、
前記アーム導波路を通過した光を合波する３ｄＢ方向性
結合器とから成るマッハツェンダ型波長合分波器である
ことを特徴とする請求項１または請求項２の屈折率測定
方法。 - 【請求項５】 光源と、 前記光源からの入力光を分岐して光路長差が一定値づつ
順次増加する複数の導波路を通過させて光路長差に応じ
た透過中心波長の出力光を取り出すようにした導波路型
干渉計の前記複数の導波路に更に光路長が一定量δｌづ
つ増加又は減少する溝を備えた溝付き導波路型干渉計
と、 前記溝付き導波路型干渉計から出力された光が入力さ
れ、前記溝が空胴状態のときや前記溝に既知の屈折率の
液体を充填したときの光の波長と、前記溝に未知の屈折
率の液体を充填したときの光の波長とを基に、前記未知
の屈折率の液体の屈折率を求める検出手段とを備えたこ
とを特徴とする屈折率測定器。 - 【請求項６】 前記導波路型干渉計が、入力光を分岐す
るスラブ導波路と、分岐した入力光を通過させる光路長
が順次増加する複数の導波路から成るアレイ導波路と、
前記アレイ導波路を通過した光を合波するスラブ導波路
とから成るアレイ導波路格子型波長合分波器であること
を特徴とする請求項５の屈折率測定器。 - 【請求項７】 前記導波路型干渉計が、入力光を分岐す
る３ｄＢ方向性結合器と、分岐した入力光を通過させる
光路長が異なる２本の導波路から成るアーム導波路と、
前記アーム導波路を通過した光を合波する３ｄＢ方向性
結合器とから成るマッハツェンダ型波長合分波器である
ことを特徴とする請求項５の屈折率測定器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19696498A JP3454417B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 屈折率測定方法及び屈折率測定器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19696498A JP3454417B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 屈折率測定方法及び屈折率測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000028526A JP2000028526A (ja) | 2000-01-28 |
| JP3454417B2 true JP3454417B2 (ja) | 2003-10-06 |
Family
ID=16366585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19696498A Expired - Fee Related JP3454417B2 (ja) | 1998-07-13 | 1998-07-13 | 屈折率測定方法及び屈折率測定器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3454417B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10014816B4 (de) * | 2000-03-27 | 2012-12-06 | Nawotec Gmbh | Verfahren zur Brechzahlbestimmung |
| JP4384463B2 (ja) | 2003-09-22 | 2009-12-16 | オリンパス株式会社 | 焦点検出ユニット並びにそれを用いた屈折率測定装置及び非接触温度計 |
| JP2006300564A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 分析デバイス及び分析装置 |
| JP4920373B2 (ja) * | 2006-11-08 | 2012-04-18 | 日本電信電話株式会社 | 屈折率変化の測定装置 |
| EP2273292A4 (en) * | 2008-04-15 | 2011-12-07 | Sumitomo Electric Industries | METHOD FOR MANUFACTURING PREFORM FOR OPTICAL WAVEGUIDE |
| GB0905325D0 (en) * | 2009-03-30 | 2009-05-13 | Selex Sensors & Airborne Sys | Detection system |
| EP2450693A1 (en) * | 2010-11-08 | 2012-05-09 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | An arrayed waveguide grating (AWG) |
| US10078048B2 (en) | 2016-01-27 | 2018-09-18 | Corning Incorporated | Refractometer assemblies, methods of calibrating the same, and methods of determining unknown refractive indices using the same |
| ES2636713B2 (es) * | 2016-12-02 | 2018-05-18 | Universitat Politècnica De València | Dispositivo fotónico sensor, método de análisis de muestras que hace uso del mismo y usos de dicho dispositivo |
| WO2019009209A1 (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-10 | 国立大学法人九州大学 | 光測定装置、導光部材及び光測定方法 |
| JP6924439B2 (ja) * | 2017-07-04 | 2021-08-25 | 国立大学法人九州大学 | 光測定装置、導光部材及び光測定方法 |
| CN110031466A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-19 | 山东大学 | 一种基于阵列波导光栅结构的接触型线性浓度传感器及其流体检测方法 |
| CN111157490B (zh) * | 2020-01-08 | 2022-09-30 | 暨南大学 | 一种微纳光纤长周期光栅折射率传感器 |
-
1998
- 1998-07-13 JP JP19696498A patent/JP3454417B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＬＥＴＴ．，１９９７年，ＶＯＬ．３３，ＮＯ．２３，ｐ１９４５−１９４７ |
| ＩＥＥＥ Ｃｏｎｆ Ｐｕｂｌ （Ｉｎｓｔ Ｅｌｅｃｔｒ Ｅｎｇ），１９９７年，ＮＯ． ４４８ Ｖｏｌ．５， ＰＡＧＥ． ３３−３６ |
Also Published As
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|---|---|
| JP2000028526A (ja) | 2000-01-28 |
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