JP5628044B2 - 光センサ - Google Patents
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Description
イナミックレンジの音を測定するのに十分な速度及び分解能で実現することができるものである。
Claims (67)
- 誘電体によって形成され、1つ又は複数の物理環境条件に応答する光キャビティと、
レンズに付けられ、かつ前記光キャビティから離間した末端を有し、この末端から前記レンズを介して前記光キャビティへと光が光学的結合により結合されるように構成された導波手段と、を備え、
前記導波手段の前記末端と前記光キャビティとの間の距離は、
使用時において、前記導波手段の光学的および機械的特性を損なわない第一の温度に前記導波手段が維持され、前記第一の温度より高くかつ前記導波手段の光学的および機械的特性を損なうのに十分な第二の温度に前記誘電体が維持される、のに十分な距離であり、
さらに、前記導波手段と前記光キャビティとの位置合わせのための光学位置合わせ機構を備え、前記光学位置合わせ機構は、玉継ぎ手を含み、前記玉継ぎ手はボールとソケットを含み、前記ボールは前記レンズを支えるように構成されており、前記ソケットは前記ボールを調節可能に支持するよう構成されている、光センサ。 - 前記距離は10mmより大きい、請求項1に記載の光センサ。
- 前記ボールは、所定の固定手段によって前記ソケットに対して位置決めされている、請求項1に記載の光センサ。
- 前記固定手段は溶接である、請求項3に記載の光センサ。
- 基端と先端とを有するハウジングをさらに備えており、前記ハウジングは、前記基端において前記誘電体を支持するとともに、前記先端において前記導波手段を支持するよう構成されている、請求項1、3、および4のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記玉継ぎ手は前記ハウジング内に配置されている、請求項5に記載の光センサ。
- 前記導波手段から出射された光を平行にするためのコリメーターをさらに備えた、請求項1〜6のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記コリメーターはビーム拡大器である、請求項7に記載の光センサ。
- 前記コリメーターは、接合手段によって前記導波手段の前記末端に接合された前記レンズを含む、請求項7又は8に記載の光センサ。
- 前記接合手段は、前記導波手段の前記末端と前記レンズとの間の融着である、請求項9に記載の光センサ。
- 前記レンズは、平坦部分によって囲まれた湾曲部を含む第一面を有している、請求項9又は10に記載の光センサ。
- 前記レンズは、前記第一面の前記平坦部分と平行で且つ平坦な第二面をさらに有する、請求項11に記載の光センサ。
- 前記湾曲部はマイクロマシニングによって形成されている、請求項11又は12に記載の光センサ。
- 前記湾曲部はエッチングによって形成されている、請求項11又は12に記載の光センサ。
- レンズ支持体をさらに備えた、請求項9〜14のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記レンズ支持体は、前記レンズを支持する複数のスプリングフィンガーを有する、請求項15に記載の光センサ。
- 前記複数のスプリングフィンガーは、前記レンズに対して軸方向の力を加える、請求項16に記載の光センサ。
- 前記レンズは、サファイア又はシリカによって形成されている、請求項9〜17のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記レンズはモールド成形されたものである、請求項9〜17のいずれか1つに記載の光センサ。
- スペーサをさらに備えており、前記スペーサは、その基端に設けられた前記誘電体から前記導波手段の前記末端に向かって延びている、請求項1〜19のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記スペーサは、サファイア、MgO、MgAlO、アルミナ、ジルコニアからなる群から選択される材料からなる、請求項20に記載の光センサ。
- 前記スペーサは支持体に接合されている、請求項20又は21に記載の光センサ。
- 前記接合は酸化物シールによって行われる、請求項22に記載の光センサ。
- 前記支持体は、前記誘電体と実質的に等しい熱膨張特性を有する材料によって形成されている、請求項22又は23に記載の光センサ。
- 前記支持体はコバールによって形成されている、請求項24に記載の光センサ。
- 前記誘電体から遠い側における前記スペーサの端部において、前記スペーサを前記支持体から離隔するように設けられた熱圧縮シール部材をさらに備える、請求項22〜25のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記熱圧縮シール部材は低クリープワッシャである、請求項26に記載の光センサ。
- 前記低クリープワッシャは、結晶粒安定化プラチナによって形成されている、請求項27に記載の光センサ。
- 前記スペーサの長軸は、そのゼロ複屈折の軸と一致する、請求項20〜28のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記スペーサは熱的に及び/又は機械的に前記ハウジングから遮断されている、請求項5に従属する請求項20〜29のうちのいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記スペーサは、このスペーサを前記ハウジングから離隔するように構成された隙間形成用突起をさらに備える、請求項5に従属する請求項20〜30のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記隙間形成用突起は環状突起である、請求項31に記載の光センサ。
- 前記隙間形成用突起は前記スペーサと一体である、請求項32に記載の光センサ。
- 前記隙間形成用突起は前記ハウジングの基端部から離間している、請求項31〜33のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記第一の温度は約700℃未満である、請求項1〜34のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記第二の温度は約1000℃より高い、請求項1〜35のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記誘電体における前記光キャビティの一端は、外圧の変化に応じて変形可能な膜によって形成されている、請求項1〜36のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記膜は、前記導波手段の前記末端に向かって凹んでいる、請求項37に記載の光センサ。
- 前記膜は、その中央部の厚みを大きくすることにより、当該中央部からの反射光の光学的歪みが低減されている、請求項37又は38に記載の光センサ。
- 前記光キャビティは、前記膜と、誘電体スラブとの間に形成されている、請求項37〜39のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記誘電体スラブは2つの平行面を有する、請求項40に記載の光センサ。
- 前記2つの平行面は、第二の光キャビティを形成しており、光が前記導波手段の前記末端から当該第二の光キャビティへと光学的に結合するよう構成されている、請求項41に記載の光センサ。
- 前記第二の光キャビティは、前記誘電体スラブの熱膨張又は収縮によって前記2つの平行面の離間距離が変化することにより、温度変化に対して応答する構成とされている、請求項42に記載の光センサ。
- 前記導波手段に接続され、前記光キャビティの特性の変化を検知するよう構成された分析器をさらに備えた、請求項1〜43のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記分析器は光源と光検出器とを備える、請求項44に記載の光センサ。
- 前記光検出器は、前記光キャビティによって形成される干渉縞の光強度を測定するように構成されており、測定された前記光強度が前記光キャビティの長さの変化を示している、請求項45に記載の光センサ。
- 前記光源は、互いに異なる波長の光を出射する2つの別個の光発生器を有し、前記光検出器は、これらの光発生器から出射され、前記光キャビティによる干渉縞を形成する光の強度を測定し、測定された2つの光強度の比が光キャビティの長さの変化を示している、請求項45又は46に記載の光センサ。
- 前記光源は、1つ又は複数のレーザーと、1つ又は複数のスーパールミネッセントレーザーダイオードと、ブロードバンド光源とからなる群から選択される1つ又は複数の光発生器である、請求項45〜47のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記分析器はマッハ-ツェンダー干渉計をさらに備える、請求項44〜48のいずれか
1つに記載の光センサ。 - 前記マッハ-ツェンダー干渉計は2つの光キャビティを同時に利用して測定を行うよう
構成されている、請求項40〜43のいずれか1つに従属する場合の請求項49に記載の光センサ。 - 前記マッハ-ツェンダー干渉計は少なくとも1つの位相変調器と少なくとも1つの検出
器とを備える、請求項50に記載の光センサ。 - 前記少なくとも1つの位相変調器は、前記少なくとも1つの検出器が同時に2つの光キャビティの光学特性の変化を検知できるよう設定される、請求項51に記載の光センサ。
- 前記光源の振幅を検出するよう構成されたセンサをさらに備え、前記光源の振幅の変化に応じて、前記分析器の出力を補正可能である、請求項45〜52のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記2つの光源は、フィルター付きの1つの光源により実現されている、請求項47に記載の光センサ。
- 前記フィルターは、バンドパスフィルター又はノッチフィルターである、請求項54に記載の光センサ。
- 前記誘電体は、前記光キャビティの内外を連通する1つ又は複数の圧力等化チャネルをさらに備える、請求項1〜55のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記誘電体は、サファイア、マグネシウム・アルミニウム酸化物、MgO、アルミナ、及びジルコニアからなる群から選択される材料からなる、請求項1〜56のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記導波手段はサファイア又はシリカによって形成されている、請求項1〜57のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記導波手段は光ファイバーである、請求項1〜58のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記導波手段の末端付近を前記第一の温度以下に維持するための温度降下手段をさらに備えた、請求項1に記載の光センサ。
- 前記温度降下手段は、前記導波手段から熱を逃すように構成されている、請求項60に記載の光センサ。
- 基端と先端とを有し、当該基端において前記誘電体を支持し、当該先端において前記導波手段を支持するよう構成されたハウジングをさらに備える、請求項61に記載の光センサ。
- 前記温度降下手段は、前記導波手段を囲む管を含む、請求項62に記載の光センサ。
- 前記管は前記ハウジングの前記先端に向かって延びている、請求項63に記載の光センサ。
- 前記温度降下手段は、前記導波手段から前記ハウジングの前記先端に向かって熱を逃すように構成されている、請求項62、63、又は64に記載の光センサ。
- 前記温度降下手段は金属によって形成されている、請求項60〜65のいずれか1つに記載の光センサ。
- 前記金属は銅である、請求項66に記載の光センサ。
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