JPH0117081B2 - - Google Patents

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JPH0117081B2
JPH0117081B2 JP10225580A JP10225580A JPH0117081B2 JP H0117081 B2 JPH0117081 B2 JP H0117081B2 JP 10225580 A JP10225580 A JP 10225580A JP 10225580 A JP10225580 A JP 10225580A JP H0117081 B2 JPH0117081 B2 JP H0117081B2
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JP
Japan
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wavelength
optical
external force
laser beam
laser
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JP10225580A
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Japanese (ja)
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JPS5727085A (en
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Akya Goto
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP10225580A priority Critical patent/JPS5727085A/en
Publication of JPS5727085A publication Critical patent/JPS5727085A/en
Publication of JPH0117081B2 publication Critical patent/JPH0117081B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は簡易にして精度の高いオプテイカル計
測を行い得る波長制御レーザ応用光学的センサに
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a wavelength-controlled laser-applied optical sensor that can perform optical measurement with ease and high precision.

近時、温度や圧力等の物理的変化をオプテイカ
ル(光学的)に検出することが試みられている。
この種の光学的センシングシステムによれば、防
爆安全性に優れる等の数々の利点がある。然乍ら
従来システムでは計測精度を十分高くすることが
困難である上、システム構成が相当複雑化する等
の理由により全光学的なセンシングシステムを実
現することが難しかつた。しかも光学センシング
素子で変調を受けたレーザ光情報を効果的に復調
するにも未だ幾つかの問題があつた。
Recently, attempts have been made to optically detect physical changes such as temperature and pressure.
This type of optical sensing system has many advantages, such as excellent explosion-proof safety. Naturally, with conventional systems, it is difficult to achieve sufficiently high measurement accuracy, and the system configuration becomes considerably complex, making it difficult to realize an all-optical sensing system. Moreover, there are still some problems in effectively demodulating the laser light information modulated by the optical sensing element.

本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、全光学的に、且
つ簡易にして精度の高いオプテイカル計測を行い
得る実用性の高い波長制御レーザ応用光学的セン
サを実現し、提供せんことにある。
The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a highly practical wavelength-controlled laser applied optical system that can perform all-optical, simple, and highly accurate optical measurement. The goal is to realize and provide sensors.

即ち、本発明は、例えば波長間隔が10Å以上、
波長0.7〜1.5μmの10チヤンネルの波長制御レー
ザを用い、光学センシング素子にて外力により変
調を受けた上記10チヤンネルのレーザ光情報を検
出して例えば210の精度を確保したオプテイカル
計測を可能として上述した目的を効果的に達成し
たものである。
That is, in the present invention, for example, when the wavelength interval is 10 Å or more,
Using a 10-channel wavelength-controlled laser with a wavelength of 0.7 to 1.5 μm, an optical sensing element detects the 10-channel laser light information modulated by an external force, making it possible to perform optical measurement with an accuracy of, for example, 2.10 . This effectively achieves the above objectives.

以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る光学的センサシステムの
概略構成図である。波長掃引型レーザ光源1は、
例えばレーザ活性層の実質的共振器光路長を変え
る等して波長制御したレーザ光を発生するもの
で、例えば波長間隔10Å以上に設定された波長範
囲0.7〜1.5μmの複数チヤンネルのレーザ光を波
長掃引して出力している。尚、出力レーザ光は複
数の波長成分が合波合成されたものであつても良
い。しかして上記出力レーザ光は光フアイバ2を
介して伝送され、被検部位に設けられた集積化光
学センサ3に導かれる。この集積化光学センサ3
については後に詳述するが、圧力や温度や湿度等
の外力に感応して光伝搬特性を可変する光学セン
シング素子を備えたもので、これによつて上記レ
ーザ光の外力に応じた変調が行われている。この
光学センサ3によつて変調されたレーザ光は光フ
アイバ4を介して集積化光復調器5に導かれ、波
長成分毎に復調検波されている。この復調検波出
力が表示器6に導かれて計測結果が表示される。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical sensor system according to the present invention. The wavelength swept laser light source 1 is
For example, it generates laser light whose wavelength is controlled by changing the effective resonator optical path length of the laser active layer. Sweeping and outputting. Note that the output laser light may be a combination of a plurality of wavelength components. The output laser beam is transmitted through the optical fiber 2 and guided to the integrated optical sensor 3 provided at the site to be examined. This integrated optical sensor 3
As will be explained in detail later, this device is equipped with an optical sensing element that changes the light propagation characteristics in response to external forces such as pressure, temperature, and humidity, and this modulates the laser beam according to the external force. It is being said. The laser light modulated by this optical sensor 3 is guided to an integrated optical demodulator 5 via an optical fiber 4, where it is demodulated and detected for each wavelength component. This demodulated detection output is led to a display 6 to display the measurement results.

さて、前記光学センサ3は、例えば第2図に示
すように構成される。光フアイバ2を介して伝送
された波長制御レーザ光は光結合器11よりレン
ズ12を介して平行光束化されて分波器13に導
かれる。この分波器13は例えばグレーテイング
レンズからなるもので、各波長固有の焦点位置に
前記レーザ光を波長選択的に分波している。この
分波器13により波長選択的に分波された特定波
長レーザ光の焦点位置には、外力を受けて光伝搬
特性、例えば透過波長や透過率を総体的に変化さ
せる光学センシング素子14が設けられている。
光学センシング素子14は、例えば温度や圧力、
その他の物理的外力を受けて伸縮する部材等から
なり、これによつて前記波長選択的に分波された
レーザ光が外力に応じて選択的に透過伝搬され
る。簡単な一例としては、波長制御されたレーザ
光のチヤンネル数に対応したスポツト孔を備えた
セルにて光学センシング素子14が構成され、例
えば或る温度T1では、波長λ1〜λ10からなる10チ
ヤンネルのレーザ波長のち波長λ1およびλ2のみが
透過伝搬され、別の温度T2では波長λ2、λ5、λ9
の3つのチヤンネルが透過伝搬するようになつて
いる。即ち、外力である温度に感応して上記10チ
ヤンネルの各レーザ光がそれぞれ選択的に透過伝
搬されるようになつている。換言すれば、レーザ
光は波長選択的に変調されることになる。しかし
て、この外力に応じた変調を受けたレーザ光は、
各波長成分に対応した焦点位置から第2のグレー
テイングレンズからなる合波器15に入力されて
波長多重化等により一本化される。しかるのちレ
ンズ16を介して集束され、光結合器17より前
記光フアイバ4に導入される。
Now, the optical sensor 3 is configured as shown in FIG. 2, for example. The wavelength-controlled laser beam transmitted through the optical fiber 2 is converted into a parallel beam by an optical coupler 11 via a lens 12 and guided to a demultiplexer 13 . The demultiplexer 13 is made of, for example, a grating lens, and wavelength-selectively demultiplexes the laser beam to a focal position specific to each wavelength. An optical sensing element 14 is provided at the focal position of the laser beam of a specific wavelength that is wavelength-selectively demultiplexed by the demultiplexer 13 to change the optical propagation characteristics, such as the transmitted wavelength and transmittance, as a whole in response to an external force. It is being
The optical sensing element 14 can detect, for example, temperature, pressure,
It consists of other members that expand and contract in response to physical external forces, and thereby the wavelength-selectively demultiplexed laser light is selectively transmitted and propagated in accordance with the external forces. As a simple example, the optical sensing element 14 is constituted by a cell equipped with a spot hole corresponding to the number of channels of wavelength -controlled laser light. After 10 channels of laser wavelength only wavelengths λ 1 and λ 2 are transmitted and propagated, and at another temperature T 2 wavelengths λ 2 , λ 5 , λ 9
The three channels are adapted for transmission propagation. That is, each of the ten channels of laser light is selectively transmitted and propagated in response to temperature, which is an external force. In other words, the laser light is wavelength-selectively modulated. However, the laser light that has been modulated according to this external force is
The light is input from the focal position corresponding to each wavelength component to a multiplexer 15 consisting of a second grating lens, and is unified by wavelength multiplexing or the like. The light is then focused through a lens 16 and introduced into the optical fiber 4 through an optical coupler 17.

ところで、外力による変調を受けたのち光フア
イバ4を介して伝搬されたレーザ光は、例えば第
3図に示す構成の集積化光復調器5に入力され
る。復調器5は、光フアイバ4を介して伝搬され
たレーザ光を入力する光結合器18、この光結合
器18の出力を平行光束化するレンズ19、上記
平行光束化レーザ光を波長成分毎に分波するグレ
ーテイングレンズ20、そしてこのグレーテイン
グレンズ20により分波された各波長のレーザ光
をそれぞれ受光して電気信号に変換する複数の受
光器21a,21b,〜,21nからなる。尚、
図中22は光電変換出力を導出する電気リード線
束である。この電気リード線束22を介して前記
表示器6が電気的に接続される。
By the way, the laser light propagated through the optical fiber 4 after being modulated by an external force is input to an integrated optical demodulator 5 having the configuration shown in FIG. 3, for example. The demodulator 5 includes an optical coupler 18 that inputs the laser light propagated through the optical fiber 4, a lens 19 that converts the output of the optical coupler 18 into a parallel beam, and a lens 19 that converts the output of the optical coupler 18 into a parallel beam, and converts the collimated laser beam into a parallel beam for each wavelength component. It consists of a grating lens 20 for demultiplexing, and a plurality of light receivers 21a, 21b, . still,
In the figure, 22 is an electrical lead wire bundle for deriving the photoelectric conversion output. The display device 6 is electrically connected via this electrical lead wire bundle 22.

この復調器5では、前記波長制御されて掃引さ
れ、且つ外力に応じて変調されたレーザ光を波長
選択的に分波するものであり、グレーテイングレ
ンズ20によりこれが行われている。しかして受
光器21a,21b,〜,21nは、上記グレー
テイングレンズ20の各波長別焦点位置にそれぞ
れ配列されたものである。従つて、各受光器21
a,21b,〜,21nは各々が対応した波長成
分のレーザ光が変調レーザ光中に存在するか否を
検出することになる。ちなみにこれらの受光器2
1a,21b,〜,21nはInP基板上に配列形
成されたInGaAsPからなるアレイ構造のフオト
ダイオードからなる。またグレーテイングレンズ
20は、導波路上に形成した干渉縞等により構成
される。
This demodulator 5 wavelength-selectively demultiplexes the wavelength-controlled and swept laser light and is modulated according to an external force, and this is performed by a grating lens 20. The light receivers 21a, 21b, . . . , 21n are arranged at focal positions of the grating lens 20 for each wavelength. Therefore, each light receiver 21
a, 21b, . By the way, these receivers 2
1a, 21b, . . . , 21n are photodiodes having an array structure made of InGaAsP and arranged on an InP substrate. Further, the grating lens 20 is composed of interference fringes or the like formed on the waveguide.

かくしてこのように構成された光学的センセに
よれば、波長制御された例えば10チヤンネルの波
長成分λ1、λ2、〜、λ10からなるレーザ光は、光
学センサ3において各波長成分毎に外力に応じた
変調を受けることになる。しかも上記外力に対し
て光学センサ3は総体的に感応するのですべての
波長成分が上記外力による変調、即ちここでは透
過・変調という選択的な変調を受けることにな
る。従つて、光変調器4にて変調レーザ光を波長
成分毎に分波検出すれば、ここにその変調情報を
得ることができ、この変調情報から前記外力を計
測することが可能となる。
According to the optical sensor configured in this manner, the wavelength-controlled laser light consisting of, for example, 10 channels of wavelength components λ 1 , λ 2 , . . . It will be modulated accordingly. Moreover, since the optical sensor 3 is totally sensitive to the external force, all wavelength components are selectively modulated by the external force, that is, transmission and modulation in this case. Therefore, if the optical modulator 4 separates and detects the modulated laser beam for each wavelength component, the modulation information can be obtained, and the external force can be measured from this modulation information.

また変調レーザ光は次のような情報を含む。即
ち、レーザ光の各波長成分は、外力に応じて選択
的な変調情報を有することになるので、結局10チ
ヤンネルのレーザ光を用いた場合には210(=
1024)の情報が存在することになる。これは従来
の光学センサが択一的な波長選択特性を示してい
たのに対して非常に大きい情報量であり、この場
合には10倍以上に達する。例えば前記セルのスポ
ツト孔ピツチを外力に感応して変化する上記セル
物質の伸縮率に応じて設定しておけば、各波長成
分の光はそれぞれ異なる数ポイントの外力値で選
択的光透過特性を示すことになる。従つて、外力
から見れば各外力値は、それに対応した固有の波
長選択性を光学センサ3に与えることになるか
ら、ここに各波長成分を検出すればその組合せか
ら上記固有の外力値を計測することが可能とな
る。故に、10チヤンネルの波長λ1、λ2、〜、λ10
を用いた場合、従来では最大10レベルの量子化精
度で外力検出ができなかつたところ最大1024レベ
ルでの量子化精度による外力検出が可能となる。
また上述したシステム構成から明らかなように本
発明に係る光学的センサの構成は極めて簡素であ
る。特にレーザ光源1、光学センサ3、光復調器
5等を個々に同一サブストレート上に同時集積し
て構成することができる。例えばInP基板上に
InGaAsP層を形成して光導波路を構成し、この
光導波路上に各種レンズや光学センシング素子等
を形成すればよいので、その構造が非常に簡易で
あり、製作も容易である。またその制御性や取扱
いも容易なので実用性が高い等の効果を奏する。
Further, the modulated laser light includes the following information. In other words, each wavelength component of the laser beam has selective modulation information depending on the external force, so if 10 channels of laser beam are used, 2 10 (=
1024) information will exist. This is an extremely large amount of information, in this case more than 10 times that of conventional optical sensors, which exhibit selective wavelength selection characteristics. For example, if the cell's spot hole pitch is set according to the expansion/contraction rate of the cell material, which changes in response to external force, light of each wavelength component can have selective light transmission characteristics at several different external force values. It will be shown. Therefore, from the perspective of external force, each external force value gives the optical sensor 3 a corresponding unique wavelength selectivity, so if each wavelength component is detected here, the above unique external force value can be measured from the combination. It becomes possible to do so. Therefore, the wavelengths of the 10 channels λ 1 , λ 2 , ~, λ 10
When using , it is now possible to detect external force with a quantization accuracy of up to 1024 levels, whereas conventionally it was not possible to detect external force with a quantization accuracy of up to 1024 levels.
Further, as is clear from the system configuration described above, the configuration of the optical sensor according to the present invention is extremely simple. In particular, the laser light source 1, the optical sensor 3, the optical demodulator 5, etc. can be individually and simultaneously integrated on the same substrate. For example, on an InP substrate
An optical waveguide is formed by forming an InGaAsP layer, and various lenses, optical sensing elements, etc. can be formed on this optical waveguide, so the structure is very simple and manufacturing is easy. In addition, since it is easy to control and handle, it is highly practical.

ところで、上記実施例では集積化光学センサ3
においてレーザ光を波長選択的に分波したが、波
長に関与することなく単に複数の光路に分波する
ようにしてもよい。この場合には複数の光路にそ
れぞれ介在される光学センシング素子をリオ
(Liot)のフイルタや不等間隔回折格子等からな
る相互に異なる特性(波長選択性)を持つフイル
タにて構成するようにすればよい。即ち、例えば
第4図に示すように分波器23にて複数の光路
(必ずしもチヤンネル数に対応させる必要はない)
に分波された各光波を、それぞれ相互に異なる特
性(波長選択性)を持つフイルタ24a,24
b,〜,24nを介して合波器25に導くように
光学センサ3を構成する。上記フイルタ24a,
24b,〜,24nは外力に感応して実質的光路
長あるいは屈折率、さらにはその積を総体的に変
える物質からなり、この物質上に形成された不等
間隔回折格子の基本ピツチを相互に異にすること
で、その特性を相互に異ならせている。尚、これ
らの不等間隔回折格子に代えて前述したリオのフ
イルタを用いても良いことは云うまでもない。ま
たフイルタ24a,24b,〜,24nの格子ピ
ツチは、例えば基本ピツチの1/2ずつ狭くなるも
ので、従つて第5図a〜fにそれぞれ示すように
特定の波長ピツチで光透過性を示す狭帯域フイル
タとして作用する。換言すれば、基準的外力条件
においてフイルタ24a,24b,〜,24nは
それぞれ基準波長λx、2λx、3λx…なる波長選択性
を有する。そして外力に感応して前記実質的光路
長(屈折率)を変えて(λx+Δλ)、2(λx+Δλ)

3(λx+Δλ)…なる波長選択性を示すことにな
る。
By the way, in the above embodiment, the integrated optical sensor 3
Although the laser beam was wavelength-selectively demultiplexed in the above, it may be simply demultiplexed into a plurality of optical paths without regard to the wavelength. In this case, the optical sensing elements interposed in each of the plurality of optical paths should be constructed of filters with mutually different characteristics (wavelength selectivity) such as Liot filters or nonuniformly spaced diffraction gratings. Bye. That is, for example, as shown in FIG.
The split light waves are filtered through filters 24a and 24 having mutually different characteristics (wavelength selectivity).
The optical sensor 3 is configured so as to lead to the multiplexer 25 via lines b, to, and 24n. The filter 24a,
24b, . By making them different, we make their characteristics different from each other. It goes without saying that the above-mentioned Rio filter may be used in place of these non-uniformly spaced diffraction gratings. Furthermore, the grating pitches of the filters 24a, 24b, . Acts as a narrowband filter. In other words, under standard external force conditions , the filters 24a , 24b , . Then, in response to an external force, the substantial optical path length (refractive index) is changed to (λ x + Δλ) and 2 (λ x + Δλ).
,
3(λ x +Δλ)... This results in a wavelength selectivity of 3(λ x +Δλ).

このようなフイルタ24a,24b,〜,24
nを備えて構成された光学センサ3を用いれば、
波長制御されたレーザ光の波長成分が、外力に感
応して選択的に透過することになるので、その波
長成分を検出すれば先の実施例と同様に前記外力
を計測することが可能となる。しかもこの場合に
あつても先の実施例と同様に、或る外力値に対し
て数種の波長成分がそれぞれ透過条件を満たし、
その組合せの状態を上記外力値に対応させるので
ここに最大量子化数を大きく設定した高精度の計
測が可能となる。またこのときには波長制御レー
ザの波長を連続掃引するものとし、フイルタ24
a,24b,〜,24nの数を多くすれば、その
数に応じた精度の計測が可能となるので都合がよ
い。しかもそのシステム構成が簡単であり、格別
な制御も要しないので取扱いが容易である。そし
て例えば10チヤンネルの光路を設定した場合、
100℃の温度範囲を0.1℃ステツプで計測すること
ができる等、従来の光学的センサには期待するこ
とのできない効果を奏する。
Such filters 24a, 24b, ~, 24
If the optical sensor 3 configured with n is used,
The wavelength component of the wavelength-controlled laser beam is selectively transmitted in response to external force, so if that wavelength component is detected, it is possible to measure the external force as in the previous example. . Moreover, even in this case, as in the previous embodiment, several wavelength components each satisfy the transmission condition for a certain external force value,
Since the state of the combination corresponds to the external force value, highly accurate measurement with a large maximum quantization number is possible. Also, at this time, the wavelength of the wavelength control laser is continuously swept, and the filter 24
It is convenient to increase the number of a, 24b, . Furthermore, the system configuration is simple and no special control is required, making it easy to handle. For example, if you set an optical path of 10 channels,
It produces effects that cannot be expected from conventional optical sensors, such as being able to measure a temperature range of 100°C in 0.1°C steps.

ところで上述した例では不等間隔回折格子やリ
オのフイルタにより各光路にそれぞれ介在される
フイルタ24a,24b,〜,24nをそれぞれ
構成したが、これらの各フイルタ24a,24
b,〜24nを、例えばフアブリペロ・エタロン
によりそれぞれ実現することも可能である。
By the way, in the above-mentioned example, the filters 24a, 24b, .
It is also possible to realize b, .about.24n, respectively, for example by Fabry-Perot etalons.

このフアブリペロ・エタロンは、第6図に示す
ように外力に応じて物理的長さ、つまり共振光路
長やその屈折率を変えるセンシング物質26の両
側にエタロン27,28をそれぞれ平行に対向さ
せた構造を有する。このようなフアブリペロ・エ
タロンによるフイルタによれば、その波長選択性
は第7図に示すように所定波長ピツチPで等間隔
的に生じるので先の実施例と同様な効果が期待で
きる。また上記波長ピツチPは、光速をc、セン
シング物質26の屈折率をη、同物質26の物理
的長さをlとしたとき P=c/ηl として定まるので、光学的設計が非常に容易であ
る。またこのフイルタは集積一体化が容易なので
実用性の点でも優れているが、形状が大型化する
等の難点も有しているので上記センシング物質2
6の選定が重要である。
As shown in FIG. 6, this Fabry-Perot etalon has a structure in which etalons 27 and 28 are placed parallel to each other on both sides of a sensing material 26 that changes its physical length, that is, the resonant optical path length and its refractive index, depending on external force. has. According to a filter using such a Fabry-Perot etalon, the wavelength selectivity occurs at equal intervals at a predetermined wavelength pitch P as shown in FIG. 7, so that the same effects as in the previous embodiment can be expected. Furthermore, the wavelength pitch P is determined as P=c/ηl, where c is the speed of light, η is the refractive index of the sensing material 26, and l is the physical length of the sensing material 26, so optical design is very easy. be. Furthermore, although this filter is excellent in practicality because it is easy to integrate, it also has drawbacks such as a large size.
The selection of item 6 is important.

以上実施例を挙げて説明したように、本発明に
よれば全光学的に、しかも簡易にして高精度な外
力計測が可能である。また個々に機能集積化を図
ることができるので製作およびシステム構成が簡
単で実用性に富む等の従来には期待することので
きない絶大なる効果を奏する。
As described above with reference to the embodiments, according to the present invention, it is possible to measure external force in an all-optical manner, in a simple manner, and with high accuracy. In addition, since functions can be integrated individually, manufacturing and system configuration are simple and highly practical, producing tremendous effects that could not be expected in the past.

尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば波長制御レーザとして相互に異なる
波長に設定された複数のレーザ光を合成して波長
多重化したものであつてもよく、出力レーザ光の
波長を時分割的に変化させたもの、あるいは連続
的に波長掃引したものであつてもよい。またレー
ザ光の波長範囲やチヤンネル数、光学センサを構
成するフイルタ特性等は仕様に応じて定めればよ
いものである。更に計測対象とする外力として、
圧力・温度・湿度に限定されず、ガス濃度等を対
象とすることもできる。要するに本発明はその要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, a wavelength-controlled laser may be one in which multiple laser beams set to different wavelengths are synthesized and wavelength-multiplexed, one in which the wavelength of the output laser beam is changed in a time-divisional manner, or one in which the wavelength of the output laser beam is changed in a time-sharing manner, or one in which the wavelength of the output laser beam is changed in a time-division manner, or one in which the wavelength of the output laser beam is changed in a continuous manner. The wavelength may be swept. Further, the wavelength range of the laser beam, the number of channels, the characteristics of the filter constituting the optical sensor, etc. may be determined according to the specifications. Furthermore, as an external force to be measured,
The target is not limited to pressure, temperature, and humidity, but can also be targeted to gas concentration, etc. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.

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

図は本発明の実施例を示すもので、第1図はシ
ステム構成図、第2図は集積化光学センサの概略
的構成図、第3図は集積化光復調器の概略的構成
図、第4図は集積化光学センサの他の例を示す構
成図、第5図a〜fはフイルタ特性を示す図、第
6図はフアブリペロ・エタロンを用いたフイルタ
の構成図、第7図はそのフイルタ特性を示す図で
ある。 1……波長掃引レーザ光源、2,4……光フイ
ルタ、3……集積化光学センサ、5……集積化光
復調器、6……表示器、11,17,18……光
結合器、12,16,19……レンズ、13,2
3……分波器、14……光学センシング素子、1
5,25……合波器、20……グレーテイングレ
ンズ(分波器)、21a,21b,〜,21n…
…受光器、22……電気リード線束、24a,2
4b,〜,24n……フイルタ、26……センシ
ング物質、27,28……フアブリペロ・エタロ
ン。
The figures show an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a system configuration diagram, FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an integrated optical sensor, FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an integrated optical demodulator, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing another example of an integrated optical sensor, FIGS. 5 a to f are diagrams showing filter characteristics, FIG. 6 is a block diagram of a filter using a Fabry-Perot etalon, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing characteristics. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Wavelength swept laser light source, 2, 4... Optical filter, 3... Integrated optical sensor, 5... Integrated optical demodulator, 6... Display, 11, 17, 18... Optical coupler, 12, 16, 19...lens, 13, 2
3... Demultiplexer, 14... Optical sensing element, 1
5, 25... Multiplexer, 20... Grating lens (branching filter), 21a, 21b, ~, 21n...
...Receiver, 22...Electric lead wire bundle, 24a, 2
4b, ~, 24n... Filter, 26... Sensing substance, 27, 28... Fabric Perot etalon.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 波長制御されたレーザ光を複数の光路に分波
する分波器と、上記複数の光路にそれぞれ介在さ
れて分波レーザ光の伝搬特性を外力に応じて総体
的に可変する光学センシング素子と、上記各光路
をそれぞれ介した分波レーザ光を合成する合波器
と、この合波器により合成されたレーザ光の波長
成分を検出して前記外力を計測する手段とを具備
したことを特徴とする波長制御レーザ応用光学的
センサ。 2 光学センシング素子はレーザ光の波長の数に
対応して設けられたフアブリペロー型エタロンか
らなる複数のフイルタからなり、各エタロンのミ
ラー間の物理的長と屈折率との積を同時に外力に
応じて可変するものである特許請求の範囲第1項
記載の波長制御レーザ応用光学的センサ。
[Scope of Claims] 1. A demultiplexer that demultiplexes a wavelength-controlled laser beam into a plurality of optical paths, and a demultiplexer that is interposed in each of the plurality of optical paths to adjust the propagation characteristics of the demultiplexed laser beam as a whole according to an external force. A variable optical sensing element, a multiplexer for combining the demultiplexed laser beams that have passed through each of the optical paths, and a means for detecting the wavelength component of the laser beam combined by the multiplexer to measure the external force. A wavelength-controlled laser-applied optical sensor characterized by comprising: 2. The optical sensing element consists of a plurality of filters consisting of Fabry-Perot etalons provided corresponding to the number of wavelengths of laser light, and simultaneously changes the product of the physical length between the mirrors of each etalon and the refractive index in response to an external force. The wavelength-controlled laser-applied optical sensor according to claim 1, which is variable.
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