JPH02157620A - 光ファイバセンサ - Google Patents
光ファイバセンサInfo
- Publication number
- JPH02157620A JPH02157620A JP63311529A JP31152988A JPH02157620A JP H02157620 A JPH02157620 A JP H02157620A JP 63311529 A JP63311529 A JP 63311529A JP 31152988 A JP31152988 A JP 31152988A JP H02157620 A JPH02157620 A JP H02157620A
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- Japan
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- optical fiber
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- core optical
- fiber sensor
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 abstract 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 15
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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）
本発明は同一クラッド内に複数本のコアが平行に配置さ
れてなるマルチコア光ファイバを利用して、温度検知等
を行なう光ファイバセンサに関するものである。
れてなるマルチコア光ファイバを利用して、温度検知等
を行なう光ファイバセンサに関するものである。
（従来の技術）
第４図のように同一クラッドＡ内に２本の単一モードコ
アＢ、Ｃが相互に近接して平行に配置されてなるマルチ
コア光ファイバＤでは、一方のコアＢに入射した光は他
のコアに結合して伝播し、２本のコアＢ、Ｃ間を往復し
ながら伝播する。従ってマルチコア光ファイバＤの一方
のコアＢの出力光強度はファイバの伝播距離により次式
の様に正弦波状に変化する。
アＢ、Ｃが相互に近接して平行に配置されてなるマルチ
コア光ファイバＤでは、一方のコアＢに入射した光は他
のコアに結合して伝播し、２本のコアＢ、Ｃ間を往復し
ながら伝播する。従ってマルチコア光ファイバＤの一方
のコアＢの出力光強度はファイバの伝播距離により次式
の様に正弦波状に変化する。
各コアの出力光強度なｐ、、ｐ、とすると、Ｐ ｌ
＝ １−Ｆｓｉｎ”β 、−２■Ｐａ＝Ｆｓｉｎ”β
。・Ｚ ■Ｆ＝ｌ／（１＋（（β、−
β１）／＋２ＩＣ、，１）ｌ”ｌ■β、＝（（β、−β
ｚｌ”／２１＋ＩＣ＋□１） ■ここでＺはファイバ長
（伝播距離）を、β１、β、は各コアの伝播定数を５０
１．はコアＣからコアＢへの結合定数を表わす。
＝ １−Ｆｓｉｎ”β 、−２■Ｐａ＝Ｆｓｉｎ”β
。・Ｚ ■Ｆ＝ｌ／（１＋（（β、−
β１）／＋２ＩＣ、，１）ｌ”ｌ■β、＝（（β、−β
ｚｌ”／２１＋ＩＣ＋□１） ■ここでＺはファイバ長
（伝播距離）を、β１、β、は各コアの伝播定数を５０
１．はコアＣからコアＢへの結合定数を表わす。
前記式■から２コアＢの出力光強度Ｐ、はファイバ長Ｚ
及びβゎに依存して変化することがわかる。従ってこの
ファイバに温度、圧力、張力等の外界の変化を与えてフ
ァイバ長Ｚを変えると、その変化の大きさにしたがって
出力光強度Ｐ、が変化する。従ってこれより外界の変化
量を検出することができる。
及びβゎに依存して変化することがわかる。従ってこの
ファイバに温度、圧力、張力等の外界の変化を与えてフ
ァイバ長Ｚを変えると、その変化の大きさにしたがって
出力光強度Ｐ、が変化する。従ってこれより外界の変化
量を検出することができる。
このようなマルチコア光ファイバＤを利用した光ファイ
バセンサは既に実用化されている。従来の光ファイバセ
ンサは第５図のように、２コア光フアイバＤの両端に、
同光ファイバＤと同じパラメータの通常の単一モードフ
ァイバＥ及びＦが融着接続されている。
バセンサは既に実用化されている。従来の光ファイバセ
ンサは第５図のように、２コア光フアイバＤの両端に、
同光ファイバＤと同じパラメータの通常の単一モードフ
ァイバＥ及びＦが融着接続されている。
第５図の光ファイバセンサでは、単一モードファイバＥ
に光を入射して、開光を２コア光フアイバＤの第１コア
Ｂにのみ入射させ、この２コア光フアイバＤを加熱する
と、出射側単一モードファイバＦの出力光強度をモニタ
ーすると第６図のような光出力が（与られる。
に光を入射して、開光を２コア光フアイバＤの第１コア
Ｂにのみ入射させ、この２コア光フアイバＤを加熱する
と、出射側単一モードファイバＦの出力光強度をモニタ
ーすると第６図のような光出力が（与られる。
ちなみに、第５図の光ファイバセンサは、マルチコア光
ファイバＤとして、コア比屈折率差０．３７％、コア径
８．７μｍφ、外径１２５μｍφである第１コアＢと第
２コアＣとが、第４図の様にコア間隔１２．５μｍ雌し
て配置され、且つ第１コアＢがクラッドＡの中央に位置
され、第１コアＢの波長１．３μｍにおける伝送損失（
第２コアへの結合分を含む）が０，７ｄＢ７ｋｌＩであ
り、カットオフ波長が１．０３μｍである２コア光フア
イバを１５０ｍｍ程度０長さに切断して用い、また、通
常の単一モードファイバＥ及びＦとして前記２コア光フ
アイバＤと同じパラメータ、即ちコア比屈折率差０．３
７％、コア径８．７μｍφのものを用いたものである。
ファイバＤとして、コア比屈折率差０．３７％、コア径
８．７μｍφ、外径１２５μｍφである第１コアＢと第
２コアＣとが、第４図の様にコア間隔１２．５μｍ雌し
て配置され、且つ第１コアＢがクラッドＡの中央に位置
され、第１コアＢの波長１．３μｍにおける伝送損失（
第２コアへの結合分を含む）が０，７ｄＢ７ｋｌＩであ
り、カットオフ波長が１．０３μｍである２コア光フア
イバを１５０ｍｍ程度０長さに切断して用い、また、通
常の単一モードファイバＥ及びＦとして前記２コア光フ
アイバＤと同じパラメータ、即ちコア比屈折率差０．３
７％、コア径８．７μｍφのものを用いたものである。
（従来技術の間居点）
従来の光ファイバセンサでは第６図のように温度２０〜
５０℃の光出力変化は検出することが出来るが、次の点
で問題があった。
５０℃の光出力変化は検出することが出来るが、次の点
で問題があった。
■、経過時間０〜１６分及び６０〜８０分の、温度が一
定な時（温度が変化しないとき）に光出力が安定してい
ない。
定な時（温度が変化しないとき）に光出力が安定してい
ない。
■ 温度の直線的な上昇に対し、光出力の変化が一定周
期でな（、しかもその振幅も不定である。
期でな（、しかもその振幅も不定である。
■ ｌｉ′ｉＩ記■、■の問題があるため再現性に乏し
これらの問題は周囲温度の変化によりセンサ部である同
２コアフアイバＤが膨張或は収縮する際に、同ファイバ
Ｄが微小に曲がることが主な原因である。
これらの問題は周囲温度の変化によりセンサ部である同
２コアフアイバＤが膨張或は収縮する際に、同ファイバ
Ｄが微小に曲がることが主な原因である。
（発明の目的）
本発明の目的は、マルチコア光ファイバを用いた光ファ
イバセンサであって、しかも直線性、再現性、安定性に
優れた光ファイバセンサを提供することにある。
イバセンサであって、しかも直線性、再現性、安定性に
優れた光ファイバセンサを提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明の光ファイバセンサは、第１図、第２図のように
同一クラッドｌに複数本のコア２ａ、２ｂが平行に配置
されてなるマルチコア光ファイバ３の外周面に、前記ク
ラッドｌよりも大きな熱膨張係数の材質よりなる検出体
４を密着させてなることを特徴とするものである。
同一クラッドｌに複数本のコア２ａ、２ｂが平行に配置
されてなるマルチコア光ファイバ３の外周面に、前記ク
ラッドｌよりも大きな熱膨張係数の材質よりなる検出体
４を密着させてなることを特徴とするものである。
（作用）
本発明の光ファイバセンサは２．マルチコア光ファイバ
３の外周に検出管４が密着され、しかも同横出管４はマ
ルチコア光ファイバ３のクラッドｌよりも大きな熱膨４
ｍ係数の材質より形成されているので、光ファイバセン
サの周囲温度が上昇すると、マルチコア光ファイバ３が
前記検出管４の大きな膨張係数のため引っ張られて常に
真直ぐになるので、温度変化してもマルチコア光ファイ
バ３が曲がらない。
３の外周に検出管４が密着され、しかも同横出管４はマ
ルチコア光ファイバ３のクラッドｌよりも大きな熱膨４
ｍ係数の材質より形成されているので、光ファイバセン
サの周囲温度が上昇すると、マルチコア光ファイバ３が
前記検出管４の大きな膨張係数のため引っ張られて常に
真直ぐになるので、温度変化してもマルチコア光ファイ
バ３が曲がらない。
（実施例）
第１図、第２図は本発明の光ファイバセンサの一実施例
である。
である。
これらの図においてｌはクラッド、２ａ、２ｂは同クラ
ッドｌ内に平行に配置されたコア、３は１５０ｍｍ程度
の長さのマルチコア光ファイバである。
ッドｌ内に平行に配置されたコア、３は１５０ｍｍ程度
の長さのマルチコア光ファイバである。
第１図の５．６は前記マルチコア光ファイバ３の両端に
融着接続された通常の単一モードファイバである。
融着接続された通常の単一モードファイバである。
４は前記マルチコア光ファイバ３の外周面がら巾−モー
ドファイバ５．６の外周面にかけてを波１フした検出体
であり、これは前記クラッド！よりも大きな熱膨張係数
の材質により円筒状に形成されている。この検出体４は
外径２．８ｍｒｎφ、内径１２６μｍφ程度の円筒であ
り、その材料としては例えば５ＬＪＳ３０４が使用され
る。
ドファイバ５．６の外周面にかけてを波１フした検出体
であり、これは前記クラッド！よりも大きな熱膨張係数
の材質により円筒状に形成されている。この検出体４は
外径２．８ｍｒｎφ、内径１２６μｍφ程度の円筒であ
り、その材料としては例えば５ＬＪＳ３０４が使用され
る。
第１図、第２図の７は検出管４とマルチコア光ファイバ
３の外周面との間の隙間に充填したエポキシ系接着剤で
ある。
３の外周面との間の隙間に充填したエポキシ系接着剤で
ある。
第３図は本発明の光ファイバセンサを用いた温度変化検
出例である。この先ファイバセンサにおけるマルチコア
光ファイバ３、屯−モードファイバ５．６は前記従来例
の第５図のものと同じものである。この第３図から、本
発明の光ファイバセンサによれば、温度変化２０〜５０
℃において振幅。
出例である。この先ファイバセンサにおけるマルチコア
光ファイバ３、屯−モードファイバ５．６は前記従来例
の第５図のものと同じものである。この第３図から、本
発明の光ファイバセンサによれば、温度変化２０〜５０
℃において振幅。
周期ともに安定した光出力が得られ、また温度変化がな
いときの光出力も安定していることがわかる。
いときの光出力も安定していることがわかる。
（発明の効果）
本発明のの光ファイバセンサは、マルチコア光ファイバ
３の外周面に、同ファイバ３のクラッドｌよりも大きな
熱膨張係数の検出管４が密着されているので、光ファイ
バセンサの周囲温度が上昇しても、マルチコア光ファイ
バ３が検出管４に引っ張られて常に真直ぐになるので、
再現性、直線性、安定性に優れた光ファイバセンサを提
供することができる。
３の外周面に、同ファイバ３のクラッドｌよりも大きな
熱膨張係数の検出管４が密着されているので、光ファイ
バセンサの周囲温度が上昇しても、マルチコア光ファイ
バ３が検出管４に引っ張られて常に真直ぐになるので、
再現性、直線性、安定性に優れた光ファイバセンサを提
供することができる。
第１図は本発明の光ファイバセンサの一例を示す縦断側
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図。 第３図は同光ファイバセンサの温度変化検出例の説明図
、第４図は従来の光ファイバセンサの一例を示す縦断側
面図、第５図は７Ｊ４４図のｘ−ｘ断面図、第６図は従
来の光ファイバセンサの温度変化検出例の説明図である
。 ｌはクラッド ２ａ、２ｂはコア ３はマルチコア光ファイバ ４は検出体 ５．６は単一モードファイバ １図 篇５図 第３ 図 第６図 毫逸涛間（す〕 遅′ｉ！Ｌ晴間（刑
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図。 第３図は同光ファイバセンサの温度変化検出例の説明図
、第４図は従来の光ファイバセンサの一例を示す縦断側
面図、第５図は７Ｊ４４図のｘ−ｘ断面図、第６図は従
来の光ファイバセンサの温度変化検出例の説明図である
。 ｌはクラッド ２ａ、２ｂはコア ３はマルチコア光ファイバ ４は検出体 ５．６は単一モードファイバ １図 篇５図 第３ 図 第６図 毫逸涛間（す〕 遅′ｉ！Ｌ晴間（刑
Claims (1)
- 同一クラッドに複数本のコアが平行に配置されてなるマ
ルチコア光ファイバの一つのコアに入射された光が、他
のコアに結合して伝播することを利用して温度、圧力、
張力、変位、光の波長等を検知するようにした光ファイ
バセンサにおいて、前記マルチコア光ファイバの外周面
に、前記クラッドよりも大きな熱膨張係数の材質よりな
る検出体を密着させてなることを特徴とする光ファイバ
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311529A JP2706281B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 光ファイバセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311529A JP2706281B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 光ファイバセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02157620A true JPH02157620A (ja) | 1990-06-18 |
| JP2706281B2 JP2706281B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=18018332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311529A Expired - Lifetime JP2706281B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 光ファイバセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706281B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11165324A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Meidensha Corp | エポキシ注型品に対する光ファイバの埋め込み方法及びその埋め込み注型品 |
| US7549337B2 (en) * | 2006-04-06 | 2009-06-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for inspecting peeling in adhesive joint |
| CN105190225A (zh) * | 2013-03-25 | 2015-12-23 | 弗劳恩霍夫应用促进研究协会 | 光纤传感器及其应用 |
| JP2018536162A (ja) * | 2015-11-19 | 2018-12-06 | コーニング インコーポレイテッド | マルチコアファイバを使用する分布型ファイバセンサおよびシステム |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60263905A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 周期構造をもったマルチコアファイバを用いた微少変位計 |
| JPS6134511A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-18 | Fujitsu Ltd | 光フアイバ及び光フアイバの製造方法 |
| JPS63216006A (ja) * | 1987-03-04 | 1988-09-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 光センサ |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63311529A patent/JP2706281B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60263905A (ja) * | 1984-06-13 | 1985-12-27 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 周期構造をもったマルチコアファイバを用いた微少変位計 |
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Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPH11165324A (ja) * | 1997-12-03 | 1999-06-22 | Meidensha Corp | エポキシ注型品に対する光ファイバの埋め込み方法及びその埋め込み注型品 |
| US7549337B2 (en) * | 2006-04-06 | 2009-06-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for inspecting peeling in adhesive joint |
| CN105190225A (zh) * | 2013-03-25 | 2015-12-23 | 弗劳恩霍夫应用促进研究协会 | 光纤传感器及其应用 |
| JP2016522882A (ja) * | 2013-03-25 | 2016-08-04 | フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー．ファオ | 光ファイバセンサ及びその使用 |
| US9612394B2 (en) | 2013-03-25 | 2017-04-04 | Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung Der Angew. Forschung E.V. | Fibre-optic sensor and use thereof |
| JP2018536162A (ja) * | 2015-11-19 | 2018-12-06 | コーニング インコーポレイテッド | マルチコアファイバを使用する分布型ファイバセンサおよびシステム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2706281B2 (ja) | 1998-01-28 |
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