JPH01272916A - スラブ型導波路干渉計 - Google Patents
スラブ型導波路干渉計Info
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- JPH01272916A JPH01272916A JP10156788A JP10156788A JPH01272916A JP H01272916 A JPH01272916 A JP H01272916A JP 10156788 A JP10156788 A JP 10156788A JP 10156788 A JP10156788 A JP 10156788A JP H01272916 A JPH01272916 A JP H01272916A
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- slab
- interferometer
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- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 8
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/7703—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator using reagent-clad optical fibres or optical waveguides
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- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
-
- G—PHYSICS
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- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N2021/7769—Measurement method of reaction-produced change in sensor
- G01N2021/7779—Measurement method of reaction-produced change in sensor interferometric
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光ＩＣに係わり、特にシングルモート導波路と
スラブ型導波路とを単一基板に形成するようにしたスラ
ブ型導波路干渉計に関するものである。
スラブ型導波路とを単一基板に形成するようにしたスラ
ブ型導波路干渉計に関するものである。
従来、高精度に温度、流量等の物理量を測定するために
光の干渉を利用した光センサが利用されている。
光の干渉を利用した光センサが利用されている。
第５図は干渉計の原理説明図である。
図において、第１のスリット３１を通った入射光はスリ
ット孔を中心として同心円状に広がって伝播する。この
光が第２のスリット３２を通ると、同様に２つのスリッ
ト孔を中心として同心円状の波面となって伝播し、スク
リーン３４上で干渉縞を形成することになる。
ット孔を中心として同心円状に広がって伝播する。この
光が第２のスリット３２を通ると、同様に２つのスリッ
ト孔を中心として同心円状の波面となって伝播し、スク
リーン３４上で干渉縞を形成することになる。
ところで、このような干渉計ば、干渉縞の解析に手間が
かかること、さらに光の伝播に空間を利用しているため
装置が大掛かりになることから長い間その応用技術が開
発されなかった。しかし、近年になって計測機器のコン
ピユータ化が進むと共に、レーザー、光ファイバが開発
されるように゛ なって次のような干渉計が開発さ
れるようにな、った。
かかること、さらに光の伝播に空間を利用しているため
装置が大掛かりになることから長い間その応用技術が開
発されなかった。しかし、近年になって計測機器のコン
ピユータ化が進むと共に、レーザー、光ファイバが開発
されるように゛ なって次のような干渉計が開発さ
れるようにな、った。
第６図は温度等の物理量測定に応用した従来の干渉計を
示す図である。
示す図である。
レーザー４１からの単色光をコリメータレンズ４２を介
してファイバに入射させ、これを２つの光路４３．４４
に分波して伝播させる。光路４３は検出側で温度変化等
が加えられるようになっている。光路４４は基準側であ
る。そして、２つの光路を伝播した光は出射端から同心
円状に放射されてスクリーン４５上で干渉縞が形成され
る。この干渉縞は２つの光路を伝播する先の位相差に応
じて変化するので、この変化量のをラインセンナ４６で
検出することにより、２つの光路を伝播する光の位相差
、即ち光路４３を伝播する光に対して加えられた物理量
の大きさを検出することができる。
してファイバに入射させ、これを２つの光路４３．４４
に分波して伝播させる。光路４３は検出側で温度変化等
が加えられるようになっている。光路４４は基準側であ
る。そして、２つの光路を伝播した光は出射端から同心
円状に放射されてスクリーン４５上で干渉縞が形成され
る。この干渉縞は２つの光路を伝播する先の位相差に応
じて変化するので、この変化量のをラインセンナ４６で
検出することにより、２つの光路を伝播する光の位相差
、即ち光路４３を伝播する光に対して加えられた物理量
の大きさを検出することができる。
しかしながら、第６図に示した従来の干渉計においては
、光ファイバの端面からスクリーンの間はやはり干渉の
ための空間を必要とし、そのため装置が大型化すると共
に、光ファイバに対するスクリーンやセンサの取イ」け
位置、距離が僅かでも変化してしまうと測定誤差が大き
くなってしまい、そのため測定操作が非常に面倒である
という問題があった。
、光ファイバの端面からスクリーンの間はやはり干渉の
ための空間を必要とし、そのため装置が大型化すると共
に、光ファイバに対するスクリーンやセンサの取イ」け
位置、距離が僅かでも変化してしまうと測定誤差が大き
くなってしまい、そのため測定操作が非常に面倒である
という問題があった。
本発明は上記問題点を解決するだめのもので、装置を小
型化すると共に、測定操作も簡素化し、信頼性を向上さ
せることができるスラブ型導波路干渉計を提供すること
を目的とする。
型化すると共に、測定操作も簡素化し、信頼性を向上さ
せることができるスラブ型導波路干渉計を提供すること
を目的とする。
そのために本発明のスラブ型導波路干渉計は、シングル
モード導波路からなる少なくとも２つの入力導波路と、
スラブ型湧−波路とを単一基板に形成し、スラブ型導波
路の上面又は側面にラインセンナを設けたことを特徴と
する。
モード導波路からなる少なくとも２つの入力導波路と、
スラブ型湧−波路とを単一基板に形成し、スラブ型導波
路の上面又は側面にラインセンナを設けたことを特徴と
する。
本発明のスラブ型導波路干渉計は、単一基仮にシングル
モード導波路とスラブ型導波路とを形成すると共に、ス
ラブ型層−波路の上面または側面にラインセンサを設け
、シングルモート導波路を伝播してきた光をスラブ型導
波路で干渉させてラインセンサで検出するようにしたの
で、干渉に必要な空間が同−基板上に形成されたスラブ
型導波路に置き換えられ、装置を小型化することができ
ると共に、各導波路とセンサとの相対位置関係が固定す
るので、測定操作を簡素化し、信頼性を向上さ・けるこ
とが可能となる。
モード導波路とスラブ型導波路とを形成すると共に、ス
ラブ型層−波路の上面または側面にラインセンサを設け
、シングルモート導波路を伝播してきた光をスラブ型導
波路で干渉させてラインセンサで検出するようにしたの
で、干渉に必要な空間が同−基板上に形成されたスラブ
型導波路に置き換えられ、装置を小型化することができ
ると共に、各導波路とセンサとの相対位置関係が固定す
るので、測定操作を簡素化し、信頼性を向上さ・けるこ
とが可能となる。
以下、実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明のスラブ型導波路干渉計を示す図、第２
図はアモルファスシリコンホトダイオードによるライン
センサ部分の詳細図で、図中、ｌは干渉計、２は基板、
３は入力導波路、５はスラブ型導波路、６はラインセン
サ、６ａは上面電極、６ｂは下面電極である。
図はアモルファスシリコンホトダイオードによるライン
センサ部分の詳細図で、図中、ｌは干渉計、２は基板、
３は入力導波路、５はスラブ型導波路、６はラインセン
サ、６ａは上面電極、６ｂは下面電極である。
図において、入力導波路３は極く細く形成されてシング
ルモード導波路を形成している。スラブ型導波路５は２
次元導波路を形成し、その端部にはうインセンサ６が設
けられている。このラインセンサは、例えば、第２図に
示すようにｐｉｎ。
ルモード導波路を形成している。スラブ型導波路５は２
次元導波路を形成し、その端部にはうインセンサ６が設
けられている。このラインセンサは、例えば、第２図に
示すようにｐｉｎ。
またばｎｌｐ構造のアモルファスシリコンホトダイオー
ドラインセンサからなり、その上面および下面には電極
６ａ、６ｂがそれぞれ設けられている。
ドラインセンサからなり、その上面および下面には電極
６ａ、６ｂがそれぞれ設けられている。
このような構成において、入力導波路３からそれぞれ単
一波長の光が入射すると、シングルモード導波路から２
次元導波路に変わる所で、光の波面は同心円状に広がる
。この２つの同心円状の波面は干渉を起こし、ラインセ
ンサ６の部分では明暗の縞模様が生じるので、ラインセ
ンサ６によりこれを検出することができる。この場合、
ラインセンサとしてアモルファスシリコンを用いると、
電気伝導度が極めて小さいため、光励起電流の１横ばし
り」、即ち、隣接チャンネルのクロスト−ク（信号の漏
れ、干渉）が殆どなく、簡単な構造のわりに高分解能な
検出を行うことかできる。
一波長の光が入射すると、シングルモード導波路から２
次元導波路に変わる所で、光の波面は同心円状に広がる
。この２つの同心円状の波面は干渉を起こし、ラインセ
ンサ６の部分では明暗の縞模様が生じるので、ラインセ
ンサ６によりこれを検出することができる。この場合、
ラインセンサとしてアモルファスシリコンを用いると、
電気伝導度が極めて小さいため、光励起電流の１横ばし
り」、即ち、隣接チャンネルのクロスト−ク（信号の漏
れ、干渉）が殆どなく、簡単な構造のわりに高分解能な
検出を行うことかできる。
なお、ラインセンサの取付り位置ば、第２図に示すよう
にスラブ型導波路の端部側面、或いは上面でもよく、そ
の場合端部側面からの反射波が入力波と干渉しないよう
に終端させるなどの手段を設りてもよい。
にスラブ型導波路の端部側面、或いは上面でもよく、そ
の場合端部側面からの反射波が入力波と干渉しないよう
に終端させるなどの手段を設りてもよい。
第３図は本発明のスラブ型導波路干渉針を光ファイバに
接続した実施例を示す図で、１１はレーザー、１２はコ
リメータレンズ、１３．１４は光路、１５は測定部であ
る。
接続した実施例を示す図で、１１はレーザー、１２はコ
リメータレンズ、１３．１４は光路、１５は測定部であ
る。
本実施例においては、レーザー１１からの単色光をコリ
メータレンズ１２を介して光ファイバに入射させ、２つ
の光路１３．１４に分波して、−方の光路を伝播する先
に対して測定部Ｉ５で温度、圧力、風量等の物理量によ
る外乱を与え、他方の光路を伝播する光を基準光として
干渉させ、干渉計１における干渉縞の変化量を検出する
ことにより物理量を検出することができる。
メータレンズ１２を介して光ファイバに入射させ、２つ
の光路１３．１４に分波して、−方の光路を伝播する先
に対して測定部Ｉ５で温度、圧力、風量等の物理量によ
る外乱を与え、他方の光路を伝播する光を基準光として
干渉させ、干渉計１における干渉縞の変化量を検出する
ことにより物理量を検出することができる。
第４図は本発明のスラブ型導波路干渉計と外乱を与える
ための導波路とを同一基板に形成するようにした実施例
を示ず図で、２１．２２は導波路である。
ための導波路とを同一基板に形成するようにした実施例
を示ず図で、２１．２２は導波路である。
本実施例においては、外乱を与える導波路２１と基準光
を伝播させる導波路２２とを同一基板に形成した点以外
は第３図の場合と同様である。
を伝播させる導波路２２とを同一基板に形成した点以外
は第３図の場合と同様である。
以上のように本発明によれば、干渉に必要な空間を入力
導波路と同一基板上に形成されたスラブ型導波路に置き
換えるようにしたので、装置を小型化することができる
と共に、各導波路とセンサとの相対位置関係が固定する
ので、測定操作を簡素化し、信頼性も向上させることが
できる。
導波路と同一基板上に形成されたスラブ型導波路に置き
換えるようにしたので、装置を小型化することができる
と共に、各導波路とセンサとの相対位置関係が固定する
ので、測定操作を簡素化し、信頼性も向上させることが
できる。
第１図は本発明のスラブ型導波路干渉計を示す図、第２
図はアモルファスシリコンホトダイオードによるライン
センサ部分の詳細図、第３図は本発明のスラブ型導波路
干渉計を光ファイバに接続した実施例を示す図、第４図
は本発明のスラブ型導波路干渉計と外乱を与えるための
導波路とを同一基板に形成するようにした実施例を示す
図、第５図は手渉計の原理説明図、第６図は光ファイバ
を利用した従来の干渉計を示す図である。 ■・・・干渉計、２・・・基板、３・・・入力導波路、
５・・・スラブ型導波路、６・・・ラインセンサ、６ａ
・・・上面電極、６ｂ・・・下面電極、１１・・・レー
ザー、１２・・・コリメータレンズ、１３．１４・・・
光路、１５・・・測定部。 出 願 人 東亜燃料株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外４名）（Ｃ・−
ｃＬ） ユ、−Ｃ
図はアモルファスシリコンホトダイオードによるライン
センサ部分の詳細図、第３図は本発明のスラブ型導波路
干渉計を光ファイバに接続した実施例を示す図、第４図
は本発明のスラブ型導波路干渉計と外乱を与えるための
導波路とを同一基板に形成するようにした実施例を示す
図、第５図は手渉計の原理説明図、第６図は光ファイバ
を利用した従来の干渉計を示す図である。 ■・・・干渉計、２・・・基板、３・・・入力導波路、
５・・・スラブ型導波路、６・・・ラインセンサ、６ａ
・・・上面電極、６ｂ・・・下面電極、１１・・・レー
ザー、１２・・・コリメータレンズ、１３．１４・・・
光路、１５・・・測定部。 出 願 人 東亜燃料株式会社 代理人 弁理士 蛭 川 昌 信（外４名）（Ｃ・−
ｃＬ） ユ、−Ｃ
Claims (4)
- （１）シングルモード導波路からなる少なくとも２つの
入力導波路と、スラブ型導波路とを単一基板に形成し、
スラブ型導波路の上面又は側面にラインセンサを設けた
ことを特徴とするスラブ型導波路干渉計。 - （２）ラインセンサはアモルファスシリコンからなる請
求項１記載のスラブ型導波路干渉計。 - （３）入力導波路へはレーザー光が入射され、入力導波
路の一つへは外部からの物理量が与えられるように構成
されている請求項１記載のスラブ型導波路干渉計。 - （４）入力導波路へはファイバから出射するレーザー光
が入射され、ファイバの一つへは外部からの物理量が与
えられるように構成されている請求項１記載のスラブ型
導波路干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10156788A JPH01272916A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | スラブ型導波路干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10156788A JPH01272916A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | スラブ型導波路干渉計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01272916A true JPH01272916A (ja) | 1989-10-31 |
Family
ID=14303988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10156788A Pending JPH01272916A (ja) | 1988-04-25 | 1988-04-25 | スラブ型導波路干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01272916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305889B6 (cs) * | 2015-03-05 | 2016-04-20 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Optovláknový interferometrický senzor pro monitorování dopravního provozu |
-
1988
- 1988-04-25 JP JP10156788A patent/JPH01272916A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305889B6 (cs) * | 2015-03-05 | 2016-04-20 | Vysoká Škola Báňská - Technická Univerzita Ostrava | Optovláknový interferometrický senzor pro monitorování dopravního provozu |
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