JP6418749B2 - 多機能光学センサユニット - Google Patents

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Description

本開示は、一般にセンサ、特に光学センサに関する。さらにより詳細には、本開示は、複数のタイプのパラメータを検出する光学センサに関する方法および機器に関する。
物理量を検出し、検出した物理量に関する情報を有する信号を生成するために、多くの種々のタイプのセンサが使用可能である。この物理量は、パラメータとも呼ばれ得る。例えば、温度、圧力、および他のタイプの物理量などのパラメータを検出するために、電気センサが通常使用されてきた。例えば、航空機の燃料タンクの内部の温度および圧力を検出するために、電気センサを使用することができる。
電気センサが燃料タンク内で使用されるときは、航空機内でセンサを電源および他の装置に接続する配線が、燃料タンクに形成された開口部を通じて燃料タンクの中に延びる。これらの開口部は、燃料が燃料タンクから出て行くのを防ぐようにスケール変更される。燃料液面高さ、温度、圧力、および他のパラメータなどのパラメータを検出する際、配線は、燃料タンク内に位置するセンサのタイプごとに使用される。
電気センサの使用に関しては、遮蔽および接地に関する困難が存在する。燃料タンク内を望ましくない状態にさせることなくセンサが所望のやり方で動作できるようにセンサのための遮蔽を用意することが望ましいが、時には困難である。これらの困難は、復号材料の使用と共に増加する。例えば、燃料タンクが復号材料から形成されるとき、金属材料で形成された燃料タンクに比較して、遮蔽はより限定される。コンポジット製燃料タンクに関しては、金属の燃料タンク内の金属壁についての固有の遮蔽および保護が、減じられるまたは利用できない。結果として、電気センサシステムの所望の使用および動作のために追加のシステムが必要とされる。
さらに、電気センサのサイズは、望まれるものより大きくすることができる。例えば、燃料タンク内の燃料液面高さを検出する容量センサは、望ましいものより複雑であり得る。
電気センサの使用に関する問題は、航空機内の他の位置についても存在し得る。航空機のエンジン内の電気センサの使用に関する問題の一例として、航空機のエンジンから発生する熱が、電気センサが所望の性能レベルで動作することに関して困難を引き起こし得る。
結果として、電気センサおよび関連した装置による空間、設置時間、および他の要因は、望ましいものよりも大きいものであり得る。したがって、他の可能性のある問題と同様に上記の問題の少なくともいくつかを考慮に入れた方法および機器を有することが望ましい。
例示の一実施形態では、機器は、第１の反射構造と、第２の反射構造と、この第１の反射構造とこの第２の反射構造の間に位置する空洞システムとを備える。この第１の反射構造は、光ファイバに関連付けられるように構成されている。
別の例示の実施形態では、光学センサユニットは、第１のフォトニック結晶ミラーと、第２のフォトニック結晶ミラーと、この第１のフォトニック結晶ミラーとこの第２のフォトニック結晶ミラーの間に位置する封止された空洞とを備える。
さらに別の例示の実施形態では、パラメータの群を検出する方法が提供される。光信号が、第１の反射構造、第２の反射構造、およびこの第１の反射構造とこの第２の反射構造の間に位置する空洞システムを備える光学センサユニットに送信される。この第１の反射構造は、光ファイバに関連付けられるように構成されている。光学センサユニットによって生成される応答が検出される。パラメータの群が、この応答から特定される。
さらに、本開示は、以下の条項に従った実施形態を含む。
条項１．
光ファイバに関連付けられるように構成されている第１の反射構造と、
第２の反射構造と、
この第１の反射構造とこの第２の反射構造の間に位置する空洞システムと
を備える機器。
条項２．第１の反射構造、第２の反射構造、および空洞システムが、光学センサユニットを形成する、条項１に記載の機器。
条項３．光学センサユニットが、温度、圧力および屈折率のうちの少なくとも１つについての情報を含む光信号に対する応答を生成するように構成されている、条項２に記載の機器。
条項４．空洞システムが、空洞の群から構成される、条項１に記載の機器。
条項５．空洞システムが、封止された空洞を備える、条項１に記載の機器。
条項６．第１の反射構造、第２の反射構造、および空洞システムが、シリコン基板、およびシリコンオンインシュレータ基板のうちの１つから選択される基板上に形成される、条項１に記載の機器。
条項７．光ファイバが、マルチモード光ファイバおよび単一モード光ファイバのうちの１つから選択される、条項１に記載の機器。
条項８．
光信号を光ファイバを通じて光学センサユニットに送信し、光学センサユニットによって生成される光信号に対する応答を検出するように構成されている測定システムをさらに備える、条項２に記載の機器。
条項９．第１の反射構造、第２の反射構造、および空洞システムが、温度についての情報を生成するように構成されている、条項１に記載の機器。
条項１０．第１の反射構造、第２の反射構造、および空洞システムが、圧力についての情報を生成するように構成されている、条項１に記載の機器。
条項１１．第１の反射構造、第２の反射構造、および空洞システムが、屈折率についての情報を生成するように構成されている、条項１に記載の機器。
条項１２．第１の反射構造および第２の反射構造が、それぞれ、フォトニック結晶ミラー、金属層、誘電体層、格子、ブラッグ格子、およびメンブレンのうちの１つから選択される、条項１に記載の機器。
条項１３．
第１のフォトニック結晶ミラーと、
第２のフォトニック結晶ミラーと、
この第１のフォトニック結晶ミラーとこの第２のフォトニック結晶ミラーの間に位置する封止された空洞と
を備える光学センサユニット。
条項１４．第１のフォトニック結晶ミラーに関連している光ファイバをさらに備える、条項１３に記載の光学センサユニット。
条項１５．第１のフォトニック結晶ミラー、第２のフォトニック結晶ミラー、および封止された空洞が、温度についての情報を生成するように構成されている、条項１３に記載の光学センサユニット。
条項１６．第１のフォトニック結晶ミラー、第２のフォトニック結晶ミラー、および封止された空洞が、圧力についての情報を生成するように構成されている、条項１３に記載の光学センサユニット。
条項１７．第１のフォトニック結晶ミラー、第２のフォトニック結晶ミラー、および封止された空洞が、屈折率についての情報を生成するように構成されている、条項１３に記載の光学センサユニット。
条項１８．パラメータの群を検出する方法であって、
光ファイバに関連付けられるように構成されている第１の反射構造、第２の反射構造、およびこの第１の反射構造とこの第２の反射構造の間に位置する空洞システムを備える光学センサユニットに光信号を送信することと、
光学センサユニットによって生成される応答を検出することと、
この応答からパラメータの群を特定することと
を含む方法。
条項１９．パラメータの群が、温度、圧力および屈折率のうちの少なくとも１つから選択される、条項１８に記載の方法。
条項２０．光学センサユニットが、航空機内に設置される、条項１８に記載の方法。
これらの特色および機能は、本開示の様々な実施形態において独立して実現することができ、またはさらに他の実施形態において組み合わせることができ、その中でさらなる詳細は、以下の説明および図面を参照して見ることができる。
例示の実施形態の新規な特色と考えられる特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかし、例示の実施形態、ならびに好ましい使用の態様、例示の実施形態のさらなる目的および特色は、添付図面と併せて読むとき本開示の例示の実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解されよう。
図１は、例示の実施形態によるセンサ環境の構成図である。 図２は、例示の実施形態によるセンサユニットの構成図である。 図３は、例示の実施形態による光ファイバに関連している光学センサユニットの説明図である。 図４は、例示の実施形態による光ファイバに関連しているセンサユニットのより詳細な説明図である。 図５は、例示の実施形態による光ファイバに関連している光学センサユニットの断面図である。 図６は、例示の実施形態によるシリコン基板中の光学センサユニットの説明図である。 図７は、例示の実施形態によるウェハ中の光学センサユニットの断面図である。 〜 図８〜図１４は、例示の実施形態による光学センサユニットをシリコン基板上に作製するプロセスの断面図である。 図１５は、例示の実施形態による光学センサユニットの断面図である。 図１６は、例示の実施形態による光学センサユニットの別の断面図である。 図１７は、例示の実施形態による光学センサユニットのさらに別の断面図である。 図１８は、例示の実施形態によるいくつかのパラメータを検出するプロセスの流れ図である。 図１９は、例示の実施形態による光学センサユニットを形成するプロセスの流れ図である。 図２０は、例示の実施形態による航空機の製造および保守の方法の構成図である。 図２１は、例示の実施形態を実施できる航空機の構成図である。
例示の実施形態は、種々の考慮すべき事項の１つまたは複数を認識し、考慮に入れている。例示の実施形態は、電気センサに勝る利点有し得る光学センサを認識し、考慮に入れている。例えば、光ファイバを使用する光学センサは、電磁干渉に影響されない。加えて、光学センサは、リモートセンシングの容易さを増すことができ、電気センサに比較してより小さくできる。
例示の実施形態は、光学センサの場合、光ファイバは開口部を通じて燃料タンクの中に延びることができることも認識し、考慮に入れている。光ファイバの場合、遮蔽および接地に関連した問題はない。
例示の実施形態は、複数のパラメータを検出する光学センサを設計することによって使用される光ファイバの個数を減少させることができることも認識し、考慮に入れている。例えば、例示の実施形態の１つまたは複数は、光ファイバの端に取り付けられたセンサユニットを備える光学センサを与える。例示の実施形態では、光学センサユニットは、複数のパラメータを検出するように構成されている。
例示の一実施形態では、機器は、第１の反射構造、第２の反射構造、および空洞システムを備える。第１の反射構造は、光ファイバに関連付けられるように構成されている。空洞システムは、第１の反射構造と第２の反射構造の間に位置する。これらの構造は、例示の一例における光学センサユニットを形成する。光学センサユニットは、複数のパラメータを検出するように構成されている。これらのパラメータは、例えば、温度、圧力および屈折率のうちの少なくとも１つを含むことができる。
次に図面、特に図１を参照すると、例示の実施形態によるセンサ環境の説明が示されている。本例示の例では、センサ環境１００は、プラットフォーム１０２を含む。センサシステム１０４は、プラットフォーム１０２に関連している。
図示の通り、プラットフォーム１０２は、航空機１０６であり得る。もちろん、プラットフォーム１０２は、航空機１０６以外の他の形態をとってもよい。例えば、プラットフォーム１０２は、例えば、移動プラットフォーム、静止プラットフォーム、地上設置構造、水上設置構造、および宇宙設置構造であり得る。より具体的には、プラットフォームは、水上船舶、タンク、人員運搬車、列車、宇宙船、宇宙ステーション、人工衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、家、製造施設、ビル、または他の適切なプラットフォームであり得る。
図示の通り、センサシステム１０４は、プラットフォーム１０２中の領域１０８を監視するように構成されている。領域１０８は、様々な形態をとり得る。例えば、プラットフォーム１０２が航空機１０６の形態をとるとき、領域１０８は、燃料タンク、エンジン、または航空機１０６中のある他の適切な領域であり得る。本例示の例では、センサシステム１０４は、いくつかの異なる構成要素を含む。例示されるように、センサシステム１０４は、測定システム１１０、光ファイバ１１２、および光学センサユニット１１４を含む。
光ファイバ１１２は、光学センサユニット１１４を測定システム１１０に接続する。光ファイバ１１２は、マルチモード光ファイバおよび単一モード光ファイバのうちの少なくとも１つから選択することができる。
本明細書に用いられるとき、「のうちの少なくとも１つ」という表現は、要素リストと共に使用されるとき、列挙された要素の１つまたは複数の種々の組み合わせが使用でき、リスト中の各要素のただ１つだけが必要とされ得ることを意味する。例えば、「要素Ａ、要素Ｂ、および要素Ｃのうちの少なくとも１つ」は、限定することなく、要素Ａ、または要素Ａおよび要素Ｂを含むことができる。この例は、要素Ａ、要素Ｂおよび要素Ｃ、または要素Ｂおよび要素Ｃも含むことができる。他の例では、「のうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定することなく、要素Ａのうちの２つ、要素Ｂのうちの１つおよび要素Ｃのうちの１０個、要素Ｂのうちの４つおよび要素Ｃのうちの７つ、ならびに他の適切な組み合わせとすることができる。マルチモード光ファイバは、２つ以上のモードを有する光を搬送するように構成されている。単一モード光ファイバは、単一モードでだけ光を搬送するように構成されている。これらの例示の例では、モードは、光を伝播する特定の方式である。例えば、モードは、光の空間形状によって定めることができる。
これらの例示の例では、光学センサユニット１１４は、領域１０８内のパラメータ１１６の群を検出するように構成されている。本明細書に用いられるとき、「の群」は、要素を参照して使用されるとき、１つまたは複数の要素を意味する。例えば、パラメータ１１６の群は、１つまたは複数のパラメータである。
本例示の例では、光学センサユニット１１４内の光学センサユニット１１８は、各センサがパラメータ１１６の群中の１つまたは複数のパラメータを検出できる１つまたは複数のセンサから構成することができる。パラメータ１１６の群の検出時、これらのパラメータの値は、種々の例示の例の中で特定される。図示の通り、光学センサユニット１１８は、温度１２０、圧力１２２、および屈折率１２４のうちの少なくとも１つを検出するように構成されている。言い換えれば、光学センサユニット１１８を使用して温度１２０、圧力１２２、および屈折率１２４のうちの少なくとも１つの値を検出することができる。図示の通り、光学センサユニット１１４の群内の他の光学センサが、パラメータ１１６の群内の同じまたは他のパラメータを検出することができる。光学センサユニット１１４の群を使用して他のパラメータを検出することもできる。これらのパラメータは、例えば、限定することなく、振動、加速度、磁気力および他の適切なパラメータのうちの少なくとも１つを含むことができる。このようにして、光学センサユニット１１８は、多機能の光学センサユニットとして機能することができる。
光学センサユニット１１８は、光ファイバ１２６によって測定システム１１０に接続されている。図示の通り、光学センサユニット１１８は、測定システム１１０から光ファイバ１２６を介して光信号１２８を受信するように構成されている。光信号１２８は、光である。本例示の例では、光信号１２８は、測定システム１１０によって選択できる様々な特性を有することができる。例えば、光信号１２８は、特定の周波数、強度、および継続期間のうちの少なくとも１つを有することができる。
光信号１２８の受信に応答して、光学センサユニット１１８は、応答１３０を生成するように構成されている。応答１３０は、光信号１２８から生成される光である。図示の通り、応答１３０は、光ファイバ１２６を介して測定システム１１０へ戻る。測定システム１１０は、応答１３０を検出するように構成されている。本例示の例では、応答１３０は、情報１３２を含む。情報１３２は、パラメータ１１６の群を特定するために使用される。
次に図２を参照すると、例示の実施形態によるセンサユニットの構成図が示されている。この例では、光学センサユニット１１８についていくつかの構成要素が示されている。図示の通り、光学センサユニット１１８は、第１の反射構造２００と、第２の反射構造２０２と、空洞システム２０４とを備える。これらの種々の構造は、本例示の例におけるハウジング構造２０６に関連している。特に、これらの種々の構造は、ハウジング構造２０６上に位置することができ、またはハウジング構造２０６内に位置することができる。
ある構成要素が、別の構成要素と「関連」しているとき、この関連は、図示の例中の物理的接続である。例えば、第１の構成要素は、いくつかの他の適切なやり方で第２の構成要素に固定される、第２の構成要素に結合される、第２の構成要素に取り付けられる、第２の構成要素に溶接される、第２の構成要素に固着される、および／または第２の構成要素に接続されることによって第２の構成要素に関連しているとみなすことができる。第１の構成要素は、第３の構成要素を用いて第２の構成要素に接続することもできる。第１の構成要素は、第２の構成要素の一部および／または第２の構成要素の延長部として形成されることによって第２の構成要素に関連しているとみなすこともできる。
第１の反射構造２００は、光ファイバ１２６に関連付けられるように構成されている。特に、第１の反射構造２００は、光ファイバ１２６の端に関連していることができる。本例示の例では、第１の反射構造２００は、例えば、光ファイバ１２６に結合される、光ファイバ１２６の一部として形成される、またはいくつかの他のやり方で光ファイバ１２６に直接的もしくは間接的に接続されることが可能である。
例示の一例では、第１の反射構造２００は、接着剤またはエポキシ樹脂を用いて光ファイバ１２６に結合することができる。別の例示の例では、第１の反射構造２００は、光ファイバ１２６に融着することができる。さらに、さらに他の例示の例では、第１の反射構造２００は、光ファイバ１２６に物理的もしくは化学的に結合することもできる。
本例示の例では、空洞システム２０４は、第１の反射構造２００と第２の反射構造２０２に間に位置する。例えば、第１の反射構造２００は、空洞システム２０４の第１の側部上に位置することができ、一方、第２の反射構造２０２は、空洞システム２０４の第２の側部上に位置することができ、第１の側部および第２の側部は、互いに反対にある。図示の通り、空洞システム２０４は、空洞の群２０８から構成することができる。
これらの例示の例では、空洞の群２０８は、封止された空洞２１０を含む。封止された空洞２１０は、封止された空洞２１０からの流体の出入りに対して封止できる。封止された空洞２１０は、封止された空洞２１０の中に入る光信号１２８の伝送、封止された空洞２１０から出る光信号１２８の伝送、封止された空洞２１０内の光信号１２８の伝送、またはそれらのいくつかの組み合わせを妨げない。
第１の反射構造２００および第２の反射構造２０２は、いくつかの異なるタイプの材料から構成することができる。例えば、第１の反射構造２００および第２の反射構造２０２は、フォトニック結晶ミラー、金属層、誘電体層、格子、ブラッグ格子、メンブレン、および他の適切なタイプの反射構造のうちの１つからそれぞれ選択することができる。
これらの例示の例では、第１の反射構造２００および第２の反射構造２０２は、光信号１２８中の一部または全部の光が反射構造を通過することを可能にすることができる。 例えば、これらの反射構造は、ある周波数の光が反射構造を通過することを可能にすることができる。反射構造によって通すまたは反射することができる光量および光の周波数は、様々なパラメータに依存し得る。例えば、圧力、温度、および他のパラメータは、反射構造によって反射される光量および光の周波数に影響を及ぼし得る。
本例示の例では、異なる構成要素が、応答１３０内の情報を生成するように構成されている。例えば、第１の反射構造２００は、温度１２０についての情報を生成するように構成されている。第１の反射構造２００および第２の反射構造２０２を伴う空洞システム２０４は、圧力１２２についての情報を生成するように構成されている。第２の反射構造２０２は、屈折率１２４についての情報を生成するように構成されている。
応答１３０中の情報は、例えば、光の周波数、光の強度、および光信号１２８中の反射される光についての他の特性であり得る。他の例は、周波数シフト、光の位相、スペクトル形状、スペクトルのピークまたは谷のＱ値（Ｑ）、およびパルスの分散のうちの少なくとも１つを含む。
図１および図２中のセンサ環境１００およびセンサ環境１００内の種々の構成要素の説明は、例示の実施形態を実施できるやり方の物理的または構成的な限定を示唆することが意味されるものではない。図示の構成要素に加えてまたは図示の構成要素の代わりに他の構成要素が使用されてもよい。いくつかの構成要素は、不必要であってもよい。また、ブロックは、いくつかの機能的な構成要素を例示するように示されている。これらのブロックのうちの１つまたは複数は、組み合わされてもよく、分割されてもよく、または例示の実施形態の実施時に異なるブロックに組み合わされたり、分割されたりしてもよい。
例えば、光学センサユニット１１４に加えて、他のタイプのセンサが、センサシステム１０４中に存在していてもよい。例えば、有線のセンサユニットがこれらの例示の例中に存在することもできる。さらに他の例示の例では、光学センサユニット１１４の群は、光ファイバ１１２によって測定システム１１０に直接接されなくてもよい。代わりに、光ファイバ１１２は、応答１３０を伝送する無線指示ユニットに接続されてもよい。応答１３０は、光ファイバを通じてではなく空気を介して光信号として伝送することができる。他の例示の例では、応答１３０は、無線指示リンクを介して伝送される信号においてデジタルまたはアナログの形態に変換されてもよい。さらに別の例示の例では、光学センサユニット１１８は、封止された空洞２１０に加えて、空洞の群２０８内に１つまたは複数の封止された空洞を有することができる。第１の反射構造２００および第２の反射構造２０２は、これらに追加の封止された空洞のどちらかの側部上に位置することができる。さらに他の例示の例では、第１の反射構造２００および第２の反射構造２０２に加えて、追加の反射構造が存在してもよい。
図３には、例示の実施形態による光ファイバに関連している光学センサユニットの説明が示されている。本例示の例では、光ファイバ３０２に関連している光学センサユニット３００が示されている。光学センサユニット３００は、図１および図２中にブロック形式で示されている光学センサユニット１１８についてのある物理的実施の一例である。
例示の一例では、光ファイバ３０２に関連している光学センサユニット３００は、航空機の燃料タンクまたはエンジンなどのプラットフォームの領域内に配置することができる。例えば、光学センサユニット３００が燃料タンク内で使用されるときは、光学センサユニット３００は、燃料タンクに関する温度、圧力および屈折率を検出することができる。この屈折率を使用して燃料タンク中の燃料の組成を特定することができる。例えば、この屈折率を使用して、混入物が存在するか、燃料が所望の品質水準を有しているか、またはそれらのいくつかの組み合わせを判定することができる。区域３０４のより詳細な図を図示し、以下、図４を参照しながら説明する。
次に図４に戻ると、例示の実施形態による光ファイバに関連しているセンサユニットのより詳細な説明が示されている。特に、図３の区域３０４のより詳細な図が示されている。
この図に見られるように、光学センサユニット３００は、基板４００から形成される。この特定の例では、基板４００はシリコン基板である。もちろん、他のタイプの基板が、特定の実施に応じて使用されてもよい。例えば、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板を他の適切な基板と同様に使用することもできる。基板４００は、光学センサユニット３００のためのハウジング構造４０２を形成する。
本例示の例では、ハウジング構造４０２は、立方形の形状を有する。ハウジング構造４０２の断面は、長方形形状を有する。もちろん、他の例示の例では、ハウジング構造４０２は、他の形状を有してもよい。例えば、ハウジング構造４０２は、特定の実施に応じて立方体の形状、円筒形の形状、またはいくつかの他の適切な形状を有することができる。
光学センサユニット３００の種々の構成要素が、ハウジング構造４０２内部に仮想線で示されている。ハウジング構造４０２内には、第１のフォトニック結晶ミラー４０４、封止された空洞４０６、および第２のフォトニック結晶ミラー４０８が、仮想線で見られる。
図示の通り、第１のフォトニック結晶ミラー４０４は区域４１０に位置し、封止された空洞４０６は区域４１２に位置し、第２のフォトニック結晶ミラー４０８は区域４１４に位置する。これらの種々の構成要素は、光学センサユニット３００に温度、圧力および屈折率のうちの少なくとも１つを検出する能力を与える。
本例示の例では、チャンネル４１６が、ハウジング構造４０２内に見られる。チャンネル４１６が矩形格子で示されているが、チャンネル４１６の他の構成が存在してもよい。例えば、チャンネル４１６は、六角格子として配置されてもよい。
図５には、例示の実施形態による光ファイバに関連している光学センサユニットの断面図が示されている。区域３０４中の光ファイバ３０２に関連している光学センサユニット３００の断面図が、図４中の線５−５に沿って見られる。
図示の通り、光学センサユニット３００は、光ファイバ３０２のクラッド５０１の内部のコア５００に関連している。この関連は、光信号５０２が光学センサユニット３００に伝送することができ、応答５０３が光学センサユニット３００から受信することができるようになっている。
本例示の例では、光学センサユニット３００内の種々の構成要素が共に機能していくつかの異なるパラメータについての情報を与える。特に、第１のフォトニック結晶ミラー４０４、封止された空洞４０６、および第２のフォトニック結晶ミラー４０８は、これらの構成要素の変化が応答５０３に反映されるように構成される。結果として、応答５０３は、温度、圧力および屈折率などのパラメータの組み合わせについての情報を与える。
いくつかの例示の例では、光学センサユニット３００の１つまたは複数の部品が、光学センサユニット３００の他の部品よりも１つまたは複数の異なるパラメータにより敏感であり得る。一例として、第１のフォトニック結晶ミラー４０４が光学センサユニット３００内に封入されているので、第１のフォトニック結晶ミラー４０４は、温度の変化により敏感である。言い換えれば、光学センサユニット３００内の第１のフォトニック結晶ミラー４０４の配置により、光学センサユニット３００の外側の圧力および屈折率の変化は、第１のフォトニック結晶ミラー４０４にほとんど影響を及ぼさなくなり得る。
別の例として、封止された空洞４０６は、圧力の変化により敏感である。封止された空洞４０６は、物体の周囲の圧力が変化するときに拡大および収縮することができる。さらに別の例として、第２のフォトニック結晶ミラー４０８は、屈折率により敏感である。したがって、物体に関連して生じる変化のタイプに応じて、第１のフォトニック結晶ミラー４０４、封止された空洞４０６、および第２のフォトニック結晶ミラー４０８の反射率の組み合わせが、温度、圧力および屈折率のうちの少なくとも１つについての応答５０３の情報を与える。
動作時、第１の周波数を有する光信号５０２は、光学センサユニット３００に送信することができる。光信号５０２は、応答５０３として反映され得る。光学センサユニット３００によって応答５０３として反映される光信号５０２中の光の強度は、温度に応じて変化することができる。加えて、周波数も、温度に応じて変化することができる。これらの例示の例では、周波数は、応答５０３中の光のスペクトル成分の周波数である。
光信号５０２は、第１の周波数とは異なる第２の周波数を有する光学センサユニット３００に送信することができる。封止された空洞４０６、第１のフォトニック結晶ミラー４０４、および第２のフォトニック結晶ミラー４０８は、圧力についての情報を含む応答５０３を生成することができる。
例えば、ハウジング構造４０２に対する圧力が変化すると、封止された空洞４０６のサイズも変化し得る。第１のフォトニック結晶ミラー４０４と第２のフォトニック結晶ミラー４０８の間の封止された空洞４０６内で光信号５０２が反射する方式の変化は、ハウジング構造４０２に対する圧力を特定するために使用することができる。特に、この変化は、応答５０３中の光の強度であり得る。この変化は、第１のフォトニック結晶ミラー４０４と第２のフォトニック結晶ミラー４０８の間の距離を特定するために使用することができる。この距離は、圧力が変化すると変化することができる。結果として、この距離は、圧力を特定するために使用することができる。
光学センサユニット３００の周囲の環境の屈折率を検出するために、光信号５０２について第３の周波数を選択することができる。例えば、光学センサユニット３００の周囲の環境は、流体であり得る。例えば、この流体は、燃料であり得る。この例では、光学センサユニット３００中の構成要素からの応答５０３は、流体の屈折率を特定するために必要な情報を含み得る。
次に、図６を参照すると、例示の実施形態によるシリコン基板中の光学センサユニットの説明が示されている。本例示の例では、光学センサユニット６００は、シリコン基板６０２中に示される。図示の通り、シリコン基板６０２は、シリコンウェハの形態をとる。
光学センサユニット６００は、現在利用可能な半導体プロセス技法を用いてシリコン基板６０２中に形成することができる。次いで、光学センサユニット６００は、シリコン基板６０２から分離され、光ファイバに取り付けることができる。
光学センサユニット６０４は、光学センサユニット６００内の光学センサユニットの一例である。以下、図７には、光学センサユニット６０４のより詳細な説明が示されており、例示の実施形態によるウェハ中の光学センサユニットの断面図が示されている。この説明では、光学センサユニット６０４の断面図は、図６中の線７−７に沿って示されている。
この断面図では、光学センサユニット６０４は、第１のフォトニック結晶ミラー７００、第２のフォトニック結晶ミラー７０２、および封止された空洞７０４を有する。解放空洞７０６および部分７０８もこの断面図に見られる。
例示の例では、シリコン基板６０２中の解放空洞７０６および部分７０８は、光学センサユニット６０４の一部ではない。そうではなく、これらの構成要素は、半導体プロセスを用いて光学センサユニット６０４を作製するために使用される。部分７０８は、光学センサユニット６０４がシリコン基板６０２から分離されるときに廃棄または除去される。結果として、表面７１０は、光学センサユニット６０４がシリコン基板６０２から除去されるときに光学センサユニット６０４の外面を形成する。
図８〜図１４を参照すると、例示の実施形態による光学センサユニットをシリコン基板上に作製するプロセスの断面図が示されている。本例示の例では、光学センサユニットの形成は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いて行われる。
図８では、例示の実施形態による熱酸化層を有する基板の断面図が示されている。この示した例では、シリコン基板８００の表面８０４上に熱酸化層８０２を形成したシリコン基板８００が示されている。本例示の例では、熱酸化層８０２は、厚さ約７００ｎｍである。シリコン基板８００は、約４００μｍから約５００μｍの厚さである標準的なシリコンウェハとすることができる。他の例示の例では、シリコン基板８００は、約２００μｍから約１ｍｍの厚さのシリコンウェハとすることができる。例えば、シリコン基板８００がシリコンウェハ中の４である場合、厚さは約３００μｍから約６００μｍとなり得る。
次に、図９に、例示の実施形態によるパターンが形成されたフォトレジストを有する基板の断面図が示されている。本例示の例では、フォトレジスト層９００は、熱酸化層８０２上に形成されていた。図示の通り、フォトレジスト層９００は厚さ約７００ｎｍである。
加えて、フォトレジスト層９００は、パターンが形成された形態で示されている。フォトレジスト層９００中のパターンは、開口部９０２を含む。開口部９０２は、エッチングのための熱酸化層８０２の露出部分である。本例示の例では、熱酸化層８０２はすでにエッチングされており、シリコン基板８００の表面８０４の一部を露出する。本例示の例では、開口部９０２中の開口部は、中心から中心まで約８２０ｎｍの距離だけ別の開口部から離間していることができる。
開口部９０２が存在する熱酸化層８０２の一部は除去される。本例示の例では、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を使用して熱酸化層８０２のこの部分を除去する。この熱酸化層８０２の一部の除去によって、シリコン基板８００の表面８０４の一部は露出される。フォトレジスト層９００は、シリコン基板８００の表面８０４の一部が露出された後に除去される。
図１０では、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が、シリコン基板８００の表面８０４の露出部分上で行われた。その結果として、シリコン基板８００中に延びるチャンネル１０００がある。熱酸化を行ってチャンネル１０００の壁に熱酸化層１００２を形成する。例示の例では、チャンネル１０００の壁の熱酸化物の厚さは約７０ｎｍである。
さらに、どのように異なる構造が製造されるのかより明確に説明するために、４つのチャンネルだけが、チャンネル１０００のこの断面図に示されている。どのように異なる構造が光学センサユニットのために作製されるのかの説明を曖昧にするのを避けるために、追加のチャンネルは示されていない。実際には、現実の光学センサユニットの中に数千のチャンネルが存在し得る。例えば、チャンネル１０００は、２００×２００個のチャンネルが格子状に配置され得る。したがって、この例における断面は、２００個のチャンネルを有する。図示の通り、熱酸化層１００２の一部は、チャンネル１０００の底側１００４から除去されている。これらの部分の除去により、チャンネル１０００の底側１００４のシリコン基板８００を露出させる。例示の例では、チャンネル１０００は、約５００ｎｍの直径を有することができる。チャンネル１０００の直径は、熱酸化を用いてチャンネル１０００を封止できるように選択することができる。
図１１では、シリコン基板８００の中にチャンネル１０００をさらに延長するために、反応性イオンエッチングが行われる。延長部分（図示せず）は、熱酸化層１００２を有さない。
その後、本例示の例では、ＳＦ６を用いて等方性アンダーカットエッチングが行われる。もちろん、この等方性アンダーカットエッチングは、特定の実施に応じて他の化学薬品を用いて行うことができる。例えば、ＣＦ４を使用することもできる。これらのステップにより、空洞１１００、空洞１１０２、および空洞１１０４が形成される。層１１０６は、空洞１１０２の上に位置する。層１１０６は、約５００ｎｍの厚さを有する。層１１０６は、第１のミラーを形成することになる区域である。作製が完了したとき、メンブレンは、シリコン基板８００上に浮遊する。空洞１１０２の上の領域である層１１０６は、本例示の例におけるフォトニック結晶メンブレンである。層１１０６は、２つの側部によってシリコン基板８００に取り付けられる。これらの側部は、柱状構造１１０３および柱状構造１１０５である。柱状構造１１０３は、空洞１１００と空洞１１０２の間に位置する。柱状構造１１０５は、空洞１１０２と空洞１１０４の間に位置する。断面は２つの柱を示すが、実際には、この柱は、３Ｄ構造のリングである。このリングは、任意の閉じられた多角形であり得るが、最も一般的にはリングは、円または正方形である。
次に、図１２において、チャンネル１２００がシリコン基板８００の中にエッチングされており、熱酸化層１２０２がチャンネル１２００の壁に形成されている。加えて、熱酸化層１２０２は、空洞１１００、空洞１１０２、および空洞１１０４にも形成されている。本例示の例では、チャンネル１２００の各々は、約４００ｎｍ以下の直径を有する。同様のやり方で、熱酸化層１２０２の部分が、チャンネル１２００の壁の底側１２０４から除去されている。
図１３を見ると、例示の実施形態による等方性アンダーカットエッチングが行われている。特に、反応性イオンエッチングは、チャンネル１２００を延長するように行われる。チャンネル１２００の延長部は、熱酸化層１２０２を有さない。
その後、等方性アンダーカットエッチングがＸｅＦ２を用いて実施でき、空洞１３００が形成される。もちろん、他の化学薬品が等方性アンダーカットエッジを行うために使用されてもよい。例えば、ＣＦ４およびＳＦ６が使用されてもよい。本例示の例では、層１３０２は、空洞１１０２と空洞１３００の間に位置する。本例示の例では、層１３０２は約４００ｎｍの厚さを有し、処理が完了したときに第２のフォトニック結晶ミラーのための区域を形成する区域である。
次に、図１４では、熱酸化層１４００が、空洞１３００内に形成されている。熱酸化物の形成は、チャンネル１０００、および空洞１１０２に接続されるチャンネル１２００の部分も封止する。したがって、本例示の例では、熱酸化物の形成によって、空洞１１０２が封止された空洞１４０２になるようになっている。図示の通り、空洞１３００は、空洞１１００および空洞１１０４と連通する。空洞１１００は、層１１０６中のチャンネル１４０４と連通し、空洞１１０４、層１１０６中のチャンネル１４０６と連通する。この構成は、空洞１１０２を封止して封止された空洞１４０２を形成するのを助ける。
見られるように、層１１０６は、熱酸化層８０２と、層１１０６内のシリコン基板８００と、熱酸化物で満たされたチャンネル１０００と、封止された空洞１４０２の上側１４１０に形成された熱酸化層１４０８とを含む。層１３０２は、封止された空洞１４０２の底側１４１４の熱酸化層１４１２と、熱酸化物で満たされたチャンネル１２００と、シリコン基板８００とを含む。
しかし、これらの層は、部分１４１６を含まない。部分１４１６は、除去可能な部分であり、光学センサユニット１４１８を形成するために除去することができる。
異なる断面の例示および光学センサユニットを形成するステップの説明は、光学センサユニットをシリコン基板上に作製する全てのステップを示すことを意味されるものではない。図示された異なる断面は、光学センサユニットの製造に使用されるステップのいくつかを示すことが意味される。例えば、パターンが形成されていないフォトレジストの断面図は図示されていなかった。さらに、断面図に示された異なる構造は、光学センサユニットの実際の寸法に比例することまたはその寸法を示すことが意味されるものではない。
別の例示の例として、図示の異なるステップは、シリコン基板以外の他の基板と共に使用することもできる。例えば、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板が使用されてもよい。
次に図１５を参照すると、例示の実施形態による光学センサユニットの断面図が示されている。光学センサユニット１５００は、図１中の光学センサユニット１１８のある物理的実施の一例である。本例示の例では、光学センサユニット１５００は、区域１５０４内の第１の反射構造１５０２と、区域１５０８内の封止された空洞１５０６と、区域１５１２内の第２の反射構造１５１０とを有する。
この例に見られるように、第１の反射構造１５０２は、チャンネル１５１４と、空洞１５１６と、チャンネル１５１８とを含む。これらの３つの層は、反射率の増加をもたらすことができる。加えて、これらの３つの層の構成は、温度および圧力の検出に関して光学センサユニット１５００の感度を向上させることができる。
次に図１６を参照すると、例示の実施形態による光学センサユニットの別の断面図が示されている。光学センサユニット１６００は、図１中の光学センサユニット１１８についてのある物理的実施の一例である。本例示の例では、光学センサユニット１６００は、区域１６０４内の第１の反射構造１６０２と、区域１６０８内の封止された空洞１６０６と、区域１６１２内の第２の反射構造１６１０とを有する。
本例示の例に見られるように、第１の反射構造１６０２は、３つの層の中に配置されるチャンネル１６１４、空洞１６１６、およびチャンネル１６１８を有する。加えて、第２の反射構造１６１０は、２つの層の中に配置されるチャンネル１６２０および空洞１６２２を有する。これらの２つの層は、パラメータを検出する感度の向上をもたらすことができる。例えば、これらの２つの層は、圧力を検出する感度の向上をもたらすことができる。
図１７を参照すると、例示の実施形態による光学センサユニットのさらに別の断面図が示されている。光学センサユニット１７００は、図１中の光学センサユニット１１８についてのある物理的実施の一例である。本例示の例では、光学センサユニット１７００は、区域１７０４内の第１の反射構造１７０２と、区域１７０８内の封止された空洞１７０６と、区域１７１２内の第２の反射構造１７１０とを有する。
第１の反射構造１７０２は、チャンネル１７１４と、空洞１７１６と、チャンネル１７１８とを含む。これらの構造は、本例示の例における３つの層に配置されている。第２の反射構造１７１０は、２つの層に配置されたチャンネル１７２０および空洞１７２２を含む。本例示の例では、空洞１７０６は、他の例に示されるように単一の空洞の代わりに存在する。空洞１７０６は、光学センサユニット１７００についてより頑強な構造を与えることができる。言い換えれば、空洞１７０６は、センサユニットを形成する構造の強度が増加することになり得る。強度が向上した場合、圧力の変化は、あまり敏感でなくなる。結果として、温度および屈折率などの他のパラメータが、より容易に特定できる。
図３〜図１７に示された異なる構成要素は、図１〜図２中の構成要素と組み合わされてもよく、図１〜図２中の構成要素と共に使用されてもよく、またはその２つの組み合わせであってもよい。加えて、図３〜図１７における構成要素のいくつかは、図１〜図２にブロックの形態で示された構成要素がどのように物理的構造として実現できるのかの例示の例であり得る。
次に図１８を参照すると、例示の実施形態によるいくつかのパラメータを検出するプロセスの流れ図が示されている。図１８に示されたこのプロセスは、図１中の光学センサユニット１１４を有するセンサシステム１０４を用いて実施することができる。
このプロセスは、光学センサユニットに光信号を送信することによって始まる（動作１８００）。次いで、このプロセスは、光学センサユニットが生成した応答を受信する（動作１８０２）。その後、いくつかのパラメータは、この応答から特定され（動作１８０４）、その後にこのプロセスは終了する。
次に図１９を見ると、例示の実施形態による光学センサユニットを形成するプロセスの流れ図が示されている。この流れ図に示された異なる動作を用いて図１中の光学センサユニット１１８を形成することができる。
このプロセスは、チャンネルの壁に熱酸化物を備えたシリコン基板中の第１のチャンネルを形成することによって開始する（動作１９００）。本例示の例では、チャンネルは、反応性イオンエッチングを用いて形成することができる。これらのチャンネルが位置する層は、第１の反射構造の一部である。
次いで、このプロセスは、第１のチャンネルを含む層の下に空洞を形成する（動作１９０２）。
そして、このプロセスは、第２のチャンネルの壁に熱酸化物を備えた第２のチャンネルを形成する（動作１９０４）。この動作は、空洞内に熱酸化物も形成する。空洞の上部のこの熱酸化物は、第１の反射構造の一部である。空洞の下部の熱酸化物は、第２の反射構造の一部である。
チャンネルは、空洞の上の上層内のチャンネルと整合される。これらの第２のチャンネルが位置する層は、第２の反射構造の一部である。次いで、このプロセスは、空洞が封止された空洞になるように第１のチャンネルおよび第２のチャンネルを封止する追加の熱酸化物を形成し（動作１９０６）、その後にこのプロセスは終了する。
示された異なる実施形態における流れ図および構成図は、例示の実施形態における機器および方法のいくつかの可能な実施に関する構造、機能性、および動作を示す。この点において、流れ図または構成図中の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、および／または動作またはステップの一部を表し得る。
例示の実施形態のいくつかの代替の実施では、ブロックに示された１つまたは複数の機能は、図に示された順序とは異なって行われる場合がある。例えば、場合によっては、連続して示された２つのブロックは、ほぼ同時に実行することができ、またはこれらのブロックは、伴われた機能性に応じて、逆の順序で実行される場合もある。また、流れ図または構成図中の示したブロックに加えて、他のブロックが加えられてもよい。
例えば、図１９中の流れ図の中の光学センサユニットの形成時に、追加の動作が行われてもよい。これらに追加の動作は、第１の反射構造および第２の反射構造内に追加の空洞を形成することを含み得る。
例示の実施形態は、図２０に示されたような航空機の製造および保守の方法２０００および図２１に示されたような航空機２１００の文脈の中で説明され得る。まず、図２０を見ると、例示の実施形態による航空機の製造および保守の方法の説明が示されている。生産準備の間に、航空機の製造および保守の方法２０００は、図２１中の航空機２１００の仕様決定および設計２００２、ならびに材料調達２００４を含むことができる。
生産中、図２１中の航空機２１００の構成要素およびサブ組立体の製造２００６、ならびにシステム統合２００８が行われる。その後、図２１中の航空機２１００は、許可および引き渡し２０１０を受けることができ、それによって稼働状態２０１２に置かれる。顧客により稼働状態２０１２にある間、図２１中の航空機２１００は、定期的な整備および点検２０１４のためにスケジュールが設定され、この定期的な整備および点検２０１４には、変更、再構成、改修、および他の整備および点検が含まれ得る。
航空機の製造および保守の方法２０００の各プロセスは、システムインテグレータ、サードパーティ、および／または操作者によって実行または実施することができる。これらの例では、操作者は、顧客であり得る。この説明のために、システムインテグレータは、限定することなく、任意の数の航空機製造者および主要なシステム下請け業者を含むことができ、サードパーティは、限定することなく、任意の数のベンダ、下請け業者、および供給業者を含むことができ、ならびに操作者は、航空会社、リース会社、軍事組織、サービス機関などであり得る。
次に図２１を参照すると、例示の実施形態が実施できる航空機の説明が示されている。この例では、航空機２１００は、図２０中の航空機の製造および保守の方法２０００によって生産され、複数のシステム２１０４および室内２１０６を伴う機体２１０２を含むことができる。システム２１０４の例には、推進システム２１０８、電気系統２１１０、油圧系統２１１２、環境システム２１１４、およびセンサシステム２１１６の１つまたは複数が含まれる。任意の個数の他のシステムが、含まれてもよい。航空宇宙産業の例が示されたが、異なる例示の実施形態は、自動車産業などの他の産業に適用されてもよい。本明細書で具体化された機器および方法は、図２０中の航空機の製造および保守の方法２０００の段階のうちの少なくとも１つの間に用いることができる。
例示の一例では、図２０中の構成要素およびサブ組立体の製造２００６において生産される構成要素またはサブ組立体は、航空機２１００が図２０中の稼働状態２０１２の間に生産された構成要素またはサブ組立体と同様に作製または製造することができる。さらに別の例として、１つまたは複数の機器の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組み合わせは、図２０中の構成要素およびサブ組立体の製造２００６およびシステム統合２００８などの生産段階中に利用することができる。例えば、光学センサユニットは、構成要素およびサブ組立体の製造２００６およびシステム統合２００８中に製造およびセンサシステム２１１６に設置されてもよい。
１つまたは複数の機器の実施形態、方法の実施形態、またはそれらの組み合わせは、図２０中の航空機２１００が稼働状態２０１２の間、および／または整備および点検２０１４の間に利用することができる。例えば、光学センサユニットは、航空機２１００の燃料タンク、エンジン、補助電源装置、客室、または他の適切な領域などの航空機２１００の種々の領域内で様々なパラメータを検出するために使用することができる。別の例として、光学センサユニットは、整備および点検２０１４中のアップグレード、改修、ブラザーメンテナンス（ｂｒｏｔｈｅｒ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）の間に設置することができる。いくつかの異なる例示の実施形態の使用は、航空機２１００の組立を実質的に早め、および／または航空機２１００のコストを実質的に減少させることができる。
したがって、種々の図に示した光学センサユニットなどの光学センサユニットに関しては、電気センサを使用する場合に比較して航空機内のセンサシステムのサイズおよび重量の削減が実現できる。さらに、光学センサユニットは、遮蔽または接地を必要とせず、電磁干渉によって悪影響を受けない。
例示の実施形態は、燃料タンク、エンジン、またはいくつかの他の適切な領域などの航空機の種々の領域において特に役立ち得る。さらに、光学センサを使用する場合、感知システムを動作させるために必要な電力量も減少させることができる。
さらに、光学センサユニットが複数のパラメータを検出できる場合、パラメータについての情報を与えるために燃料タンクに形成された穴を少なくすることができる。さらに、電気センサに比較して遮蔽および他の隔離が不要なので、航空機に関してセンサシステムの設計および設置の複雑さを減少させることができる。
例示および説明のために種々の例示の実施形態の説明を示してきたが、その説明は網羅的なものではなく、または開示した形態の実施形態に限定されるものではない。多くの修正形態および変更形態が当業者には明らかであろう。
さらに、異なる例示の実施形態は、他の例示の実施形態に比較して異なる特色を与えることができる。選ばれた１つまたは複数の実施形態は、実施形態の原理、実際的な応用を最もよく説明すると共に、当業者が考えられる特定の使用に適している様々な修正を伴う様々な実施形態についての開示を理解できるようにするために選ばれ、記載されている。
１００ センサ環境
１０２ プラットフォーム
１０４ センサシステム
１０６ 航空機
１０８ 領域
１１０ 測定システム
１１２ 光ファイバ
１１４ 光学センサユニット
１１６ パラメータ
１１８ 光学センサユニット
１２０ 温度
１２２ 圧力
１２４ 屈折率
１２６ 光ファイバ
１２８ 光信号
１３０ 応答
１３２ 情報
２００ 第１の反射構造
２０２ 第２の反射構造
２０４ 空洞システム
２０６ ハウジング構造
２０８ 空洞の群
２１０ 封止された空洞
３００ 光学センサユニット
３０２ 光ファイバ
３０４ 区域
４００ 基板
４０２ ハウジング構造
４０４ 第１のフォトニック結晶ミラー、第１のフォトニックミラー
４０６ 封止された空洞
４０８ 第２のフォトニック結晶ミラー
４１０ 区域
４１２ 区域
４１４ 区域
４１６ チャンネル
５００ コア
５０１ クラッド
５０２ 光信号
５０３ 応答
６００ 光学センサユニット
６０２ シリコン基板
６０４ 光学センサユニット
７００ 第１のフォトニック結晶ミラー
７０２ 第２のフォトニック結晶ミラー
７０４ 封止された空洞
７０６ 解放空洞
７０８ 部分
７１０ 表面
８００ シリコン基板
８０２ 熱酸化層
８０４ 表面
９００ フォトレジスト層
９０２ 開口部
１０００ チャンネル
１００２ 熱酸化層
１００４ 底側
１１００ 空洞
１１０２ 空洞
１１０３ 柱状構造
１１０４ 空洞
１１０５ 柱状構造
１１０６ 層
１２００ チャンネル
１２０２ 熱酸化層
１２０４ 底側
１３００ 空洞
１３０２ 層
１４００ 熱酸化層
１４０２ 封止された空洞
１４０４ チャンネル
１４０６ チャンネル
１４０８ 熱酸化層
１４１０ 上側
１４１２ 熱酸化層
１４１４ 底側
１４１６ 部分
１４１８ 光学センサユニット
１５００ 光学センサユニット
１５０２ 第１の反射構造
１５０４ 区域
１５０６ 封止された空洞
１５０８ 区域
１５１０ 第２の反射構造
１５１２ 区域
１５１４ チャンネル
１５１６ 空洞
１５１８ チャンネル
１６００ 光学センサユニット
１６０２ 第１の反射構造
１６０４ 区域
１６０６ 封止された空洞
１６０８ 区域
１６１０ 第２の反射構造
１６１２ 区域
１６１４ チャンネル
１６１６ 空洞
１６１８ チャンネル
１６２０ チャンネル
１６２２ 空洞
１７００ 光学センサユニット
１７０２ 第１の反射構造
１７０４ 区域
１７０６ 封止された空洞、空洞
１７０８ 区域
１７１０ 第２の反射構造
１７１２ 区域
１７１４ チャンネル
１７１６ 空洞
１７１８ チャンネル
１７２０ チャンネル
１７２２ 空洞
２０００ 航空機の製造および保守の方法
２００２ 仕様決定および設計
２００４ 材料調達
２００６ 構成要素およびサブ組立体の製造
２００８ システム統合
２０１０ 許可および引き渡し
２０１２ 稼働状態
２０１４ 整備および点検
２１００ 航空機
２１０２ 機体
２１０４ システム
２１０６ 室内
２１０８ 推進システム
２１１０ 電気系統
２１１２ 油圧系統
２１１４ 環境システム
２１１６ センサシステム

Claims (9)

  1. 光ファイバ（１２６、３０２）に関連付けられるように構成されている第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と、
    第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）と、
    前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）の間に位置する空洞システム（２０４）と
    を備え、
    前記空洞システム（２０４）が、封止された空洞（２１０、４０６、１４０２、１５０６、１６０６、１７０６）を備え、
    前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と前記空洞システム（２０４）が、前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と前記空洞システム（２０４）の間に第２の空洞と第１のチャンネルを含み、
    前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）と前記空洞システム（２０４）が、前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）と前記空洞システム（２０４）の間に第３の空洞と第２のチャンネルを含む、光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）。
  2. 前記光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）が、温度（１２０）、圧力（１２２）、および屈折率（１２４）のうちの少なくとも１つについての情報（１３２）を含む光信号（１２８、５０２）に対する応答（１３０、５０３）を生成するように構成されている、請求項１に記載の光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）。
  3. 光信号（１２８、５０２）を前記光ファイバ（１２６、３０２）を通じて前記光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）に送信し、前記光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）によって生成される前記光信号（１２８、５０２）に対する応答（１３０、５０３）を検出するように構成されている測定システム（１１０）
    をさらに備える、請求項１または２に記載の光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）。
  4. 前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）、前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）、および前記空洞システム（２０４）が、温度（１２０）、圧力（１２２）、または屈折率（１２４）についての情報（１３２）を生成するように構成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）。
  5. 前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）および第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）が、フォトニック結晶ミラーであり、前記空洞システム（２０４）が、前記第１の反射構造である第１のフォトニック結晶ミラー（４０４、７００）と前記第２の反射構造である第２のフォトニック結晶ミラー（４０８、７０２）の間に位置する封止された空洞（２１０、４０６、１４０２、１５０６、１６０６、１７０６）である、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）。
  6. 前記第１のフォトニック結晶ミラー（４０４、７００）、前記第２のフォトニック結晶ミラー（４０８、７０２）、および前記封止された空洞（２１０、４０６、１４０２、１５０６、１６０６、１７０６）が、温度（１２０）、圧力（１２２）、または屈折率（１２４）についての情報（１３２）を生成するように構成されている、請求項５に記載の光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）。
  7. パラメータ（１１６）の群を検出する方法であって、
    光ファイバ（１２６、３０２）に関連付けられるように構成されている第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）、第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）、および前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）の間に位置する空洞システム（２０４）を備える光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）に光信号（１２８、５０２）を送信することと、
    前記光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）によって生成される応答（１３０、５０３）を検出することと、
    前記応答（１３０、５０３）から前記パラメータ（１１６）の群を特定することと
    を含み、
    前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と前記空洞システム（２０４）が、前記第１の反射構造（２００、１５０２、１６０２、１７０２）と前記空洞システム（２０４）の間に第２の空洞と第１のチャンネルを含み、
    前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）と前記空洞システム（２０４）が、前記第２の反射構造（２０２、１５１０、１６１０、１７１０）と前記空洞システム（２０４）の間に第３の空洞と第２のチャンネルを含む、方法。
  8. 前記パラメータ（１１６）の群が、温度（１２０）、圧力（１２２）、および屈折率（１２４）のうちの少なくとも１つから選択される、請求項７に記載の方法。
  9. 請求項１から６のいずれか1項に記載の前記光学センサユニット（１１８、３００、６０４、１５００、１６００、１７００）を備える航空機（１０６、２１００）。
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