JPH02210320A - 位相変調方法及び位相変調装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学ファイバの中を通る光の位相を変調する位
相変調方法及び位相変調装置に関するものである。

例えば、光学ファイバの中を通る光の位相変調か周波数
変調のいずれかにおける先行技術は光学ファイバ中を伝
播する光に課せられるべき信号をファイバを力学的また
は音響学的に励起するのに使用するという点で音響−光
学効果を利用した。

この力学的または音響学的励起はファイバのコアの光学
的指数に変化を生じさせる。その結果ファイバ中を伝わ
る光における光学距離が変化する。

この光はそれゆえ信号により位相と周波数が変調される
。ガラスファイバにおいては光学的指数の変化は与えら
れた力学的または音響学的励起エネルギーに対して極め
て小さい。十分な変調を得るために、このことは高レベ
ルの信号エネルギーが長い相互作用長のいずれかを必要
としこの相互作用長とは変調が生じる点で音響学的に励
起されるはずのファイバの長さのことである。直接の音
−学的変調に対する光学ファイバの感度はＪ、　Ａ。

ＢｕｃａｒｏによりＡｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ、　
Ｖｏｌ、　１８　、　Ｎｏ、　　６　。

１９７９年３月１５日号に説明されている。

本発明は信号エネルギーで単一モードファイバを伸ばし
て位相変調を起こさせるセンサーにおいて使用するため
のクラッドの厚さを薄くした単一モードのファイバを構
成する。本発明はまた直径が大きい光学ファイバから低
いオーダーのモードの光学ファイバも構成する。本発明
はこれら２つの光学ファイバを現在入手できる光学ファ
イバのエツチングにより成し遂げる。

Ｓ、に、　５ｈｅｅｌとＪ、　Ｈ，Ｃｏ１ｅによりｏｐ
ｔｔｃｓＬｅｔｔｅｒｓ、　Ｖｏｌ、４　、　Ｎｏ、　
１０　、１９７９年１０月号のｒ　Ａｃｏｕｓｔｉｃ　
５ｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｉｎｇｌｅ　Ｍｏｄ
ｅＯｐｔｉｃａｌ　Ｐｏｗｅｒ　Ｄｉｖｉｄｅｒｓｊに
おいて説明されているように、先行技術では単一モード
ファイバはその増加または減少する音ｍｌ感度やモード
構造における変化を考慮せずにその光伝導性を減少させ
るためにエツチングする。このような効果、すなわち減
少した光伝導性、は本発明の目的に好ましくないと考え
られ本発明は具体的にはこれを最少にするための装置を
与える。

本発明は単一モードの光学ファイバ内で光を反射させる
ために長さが制限された分配波長反射器に用いることが
できる。このような反射はｆＨｅｔｈｏｄ　Ａｎｄ　Ａ
ｐｐａｒａｔｕｓ　Ｆｏｒ　Ｒａｄｉａｎｔ　Ｅｎｅｒ
ｇｙＨＯｄｕｌａｔｉＯｎ　Ｉｎ　０ｐｔｉｃａｌ　Ｆ
ｉｂｒｅｓＪという名称の米国特許出願第０８８５７９
号と、Ｋ、　Ｏ，１ｌｉｌｌらによるＡｐｐｌｉｅｄ　
Ｐｈｙｓｉｃｓ　１ｅｔｔｅｒｓ、３２　（１０）　、
　　１９７８年５月１５日号における ｒＰｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　０ｐｔｉ
ｃａｌ　ＦｉｂｒｅＷａｖｅｇｕｉｄｅｓ：　ＡＤＤｌ
ｉｃａｔｉｏｎ　ｔＯ＋ｔｅｒｌｅＣｔｉＯｎ　Ｆｉｌ
ｔｅｒＦａｂｒｉＣａｔｉＯｎＪに説明されテイル。

本発明はまたファブリ−ベロ干渉計に似ている装置にお
いて光学ファイバ内で反射を起こす反射器に用いること
ができる。このような装置はＰ、　Ｇ。

Ｃ１ｅｌｏにより１９７９年９月１日号のＡｐｐｌｉｅ
ｄＯＤｔｉｃｓ、　Ｖｏｌ、　１８　、　ＮＯ，１７の
ｒ　Ｆｉｂｒｅ　ｏｐｔｔｃＨｙｄｒｏｐｈｏｎｅ　：
　ＩＩＩ）ｒＯＶｅｄ　５ｔｒａｉｎ　ｃｏｎｒｔＱｕ
ｒａｔｔｏｎａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　Ｎ
ｏ１ｓｅ　ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＪに説明されている。

この反射器の装置をその多数の部品の１つとして用いる
新規な検出装置を与える。

本発明の応用例と°してエツチングされた単一モードフ
ァイバをエネルギーセンサーとして用いている。このエ
ネルギーセンサーは次のように動忙する。

感知されたり検出されるべき信号エネルギーが生じてエ
ツチングされた単一モードファイバを伸ばす。エツチン
グされた単一モードファイバは単一モードのガラスクラ
ッドファイバでありそのタラッディングの厚さはその強
度を弱めるように特定の量まで減らされている。本発明
は、エツチングされた単一モードファイバの光伝導特性
を保持することが必要である時、除去されたガラスクラ
ッドの部分を光学的指数が単一、モードファイバのコア
の材料のそれよりも低くかつ弾性率が置き替えるガラス
クランドのそれよりも低いプラスチック材料に置き替え
られるということを仮定する。このようなエツチングさ
れた単一モードファイバはより弱いために伸張や圧縮に
対しより敏感である。与えられた母の信号エネルギーに
対して、単一モードファイバはそれがエツチングされた
後、より大量に伸びる。

先行技術は単一モードファイバの長さを伸ばすことはそ
のコアを伝播している電磁放射における光学距離を変化
させるということを教えている。

先行技術はさらに光学距離のこの変化が単一モードファ
イバが伸びる量が増加するとおりに増加するということ
を教えている。先行技術はこの光学距離の変化をファイ
バのコアを伝播している電磁ｔｌｉＩＪを変調するのに
用いている。先行技術はまた光学距離の変化の大きさが
増大するとおりに変調の母が増大するということも教え
ている。それゆえ、エツチングされた単一モードファイ
バで構成されこのエツチングされた単一モードファイバ
を長手方向に仲ばずか圧縮することにより動作する光学
ファイバエネルギーセンサーは与えられた齢の信号エネ
ルギーに対してより大きな変調をもたらしその結果より
高い感度を示す。

本発明はまたこのエツチングプロセスを用いて直径が大
きい光学ファイバから少ない形態上の分散を有する光学
ファイバを製造する。

本発明はまたエツチングされた光学ファイバを用いる装
置を構成づるための製造プロセスを与える。このプロセ
スはエツチングプロセスの影響を受けない材料で型を構
成させる。これらの型はエツチングされるべきファイバ
を実際の装置に在るべきであるのと同一の配列に保持す
るのに用いられる。型を実際の装置には無いものであれ
ば除去できるようにする種々の手段も詳述される。

本発明を用いた応用例としてエネルギーセンサーの出力
を実際に光学的に検知波することによりエネルギーセン
サーをより有効にし、こうして電子復調ｖ４＠の必要と
される以前の極めて大きな帯域幅を実質上減らすように
した光復調装置を与える。与えられた光復調装置はまた
幾つかのエネルギーセンサーを同一の光学ファイバにお
いてマルチプレックスし、こうしてハイドロフォンアレ
イのような多重センサーＨａにかかる」ストを実質上下
げることも考慮している。

光復調装置は光学ファイバの内側に構成された一対の長
さが制限されたブラッグ反射器の部材の間に各々のエネ
ルギーセンサーを配置している。

配置された各々の一対の反射器は、その中でブラッグ反
射器が作用するような電磁スペクトルの部分における共
振を含むだけのファプリーベロ型干渉計を構成する。各
々のエネルギーセンサーは一対の反射器の間に配置され
るため、この時信号エネルギーが検出されるとセンナ−
のその結果骨られる光学距離の変化はファプリーベロ干
渉計の共振をスペクトル的に移行させる。この装置は次
にこのスペクトル移行を、分析干渉計とみなされる第２
のファプリーベロ干渉計を用いて部分的に復調する。こ
の分析干渉計の共振はスペクトル移行の増幅を行なうよ
うにエネルギーセンサーを含む干渉計のスペクトル分離
に比例するスペクトル分離を有する。エネルギーセンサ
ー干渉計と分析干渉計を組み合わせたものの出力は本発
明の詳細な説明において与えられる方程式により与えら
れる増幅低数倍だけ元のスペクトル移行よりもスペクト
ル的に移行する。この装置はまた、各々がそれぞれの増
幅を行なう、１つ以上の分析干渉計の使用も可能である
。その結果骨られる増幅はその各々が本来のスペクトル
移行を表示する数の別々・の数字に対応する出力を与え
るようにすることができこうして電子検出器及び時間復
ａｉの帯域幅は減らされる。

この光検波５Ａ置は最後に各々のセンサーに対応する各
々の反射器の対に全ての別の反射器の対とは異なる反射
帯域を持たせることにより幾つかのエネルギーセンサー
を同一のファイバにマルチプレックスすることを考慮し
ている。

この装置は波長走査型レーザを用いており、このレーザ
の出力は一度に１つの反射器の対の共振を走査する。

本発明の感度の高い光学ファイバは、エネルギーセンサ
ーと、このエネルギーセンサーの出力を電気的アナログ
信号に変換することのできる光復調装置に用いることが
できる。まずエネルギーセンサーを説明し次に光復調装
置を説明しよう。

光学ファイバエネルギーセンサーの現在の技術はもし単
一モードの光学ファイバが半径方向に圧縮されるか、ま
たは伸ばされるか、あるいは長手方向に圧縮されると、
この時単一モード光学ファイバのコアを伝播している電
磁放射における光学距離が変化するということを教えて
いる。この技術はさらに単一モードファイバが伸び縮み
する量が増大するとおりに、光学距離の変化も増大する
ということを教えている。現在の技術はこの光学距離の
変化を用いてコアを伝播している光の位相変調を起こさ
せる。変調が起こる光学ファイバの長さは相互作用長と
呼称される。

本発明は光学ファイバにおいて用いるためのエツチング
された単一モードファイバ、すなわちエネルギーセンサ
ーを与える。単一モードファイバは最も低いオーダーの
モードのみを伝播させるように構成されたファイバであ
る。単一モードファイバ構成におけるこの最も低いオー
ダーのモードは２重の縮退である。これらの場合、最も
低いオーダーのモードはそれらの偏光が相互に垂直であ
るという事実により見分けられる伝播の２つの状態を含
む。

エツチングされた単一モードファイバはここではそのク
ラッドの厚さが化学反応（−例えば、フッ化水素酸の溶
液またはフッ化アンモニウムでｌ！衝されたフッ化水素
酸の溶液中でのエツチング）、またはイオンミリングに
より薄くした単一モード光学ファイバであると画定する
。

第１図はエツチングする前のファイバの拡大断面図であ
る。第２図はエツチング後のファイバの拡大断面図であ
る。第１図では、全体として２−１で示したがラスクラ
ッドがＫで示した厚さを有することを図示している。第
２図では、クラッド２−２がＲで示した薄くされた厚さ
を有することを図示している。第１図と第２図の両方に
おいて、１−１及び１−２で示したコアは、ファイバの
露出表面においてのみなされるエツチングプロセスの性
質により変化しないままである直径Ｖを有する。

このようなファイバの有用性をまず感度の方面から説明
し次にエツチングされた単一モードファイバを使用して
いる装置の製造の容易さを説明する。検出すべき与えら
れた量の信号エネルギーＥに対して、第１図の、長さが
Ｌで全断面積がＳ　のファイバは次のような澄ΔＬ１だ
け伸びる。

ここでＹＯはファイバ材料の弾性率であり説明のため一
定であり溶融石英の弾性率に等しいと仮定してよい。上
記と同様に導き出し、しかしながら薄くしたクラツデイ
ングの厚さを式（Ｉ）に代入すると伸びる吊ΔＬ２が与
えられ、エツチングされたファイバは同一の与えられた
量の信号エネルギーＥにおいてこれに従う。

ここで８２はエツチングされたファイバの断面積である
。Ｓ　はＳ２よりも大きいため式（Ｉ）及び式（Ｉ）か
ら、ΔＬ　〉ΔＬ１である。光学ファイバ感知の現在の
技術はそれゆえ、与えられた量の信号エネルギーに対し
てエツチングされた単一モードファイバは通常の単一モ
ードファイバよりも光学距離の変化が大きくなり、その
結果コアを伝播している光のより天吊の位相変調が得ら
れるということを教えている。

別の有用性は極めて小さな全体にわたる直径を有するフ
ァイバは現在の方法を用いて構成するのが困難でありた
とえ構成されても、処理がむづかしいという事がわかる
と理解できる。本発明の教えによって、クラッドの厚さ
を薄くしたファイバを使用することもあるｌｆｉ置を容
易に入手できる直径がより大きいファイバで構成するこ
とができる。

このような装置を組み立ててより大きなファイバが適当
な位置にあるような時点に達すると、次にファイバをエ
ツチングすることができ、これにより薄いファイバすな
わち薄いクラッドを有するファイバのそれ以上の処理を
はふける。このプロセスのより詳細な説明は後に続く。

別の有用性は小さなコアの直径を有するファイバを構成
する必要が生じる時に認められ、本発明はこのようなフ
ァイバを直径がより大きなファイバから構成させる。第
３図は直径が大きい光学ファイバの新面、３−３、を示
し、これは直径がＦのコア材料、（例えば、石英ガラス
）である。

直径が大きいファイバはエツチングされこうして断面が
第４図における４−４で示され、小さくなった直径Ｇを
有する薄いファイバを作る。本発明はさらに直径Ｇを有
するファイバを、ＧｅｎｅｒａＥｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃｏ
ｒｐにより製造されているＲＴＶ６７０シリコンゴムの
ような、ファイバ自体よりも低い屈折率を有する材料５
−４でこの時被覆することができこうして小さなコア直
径を有する光学ファイバを作るということをさらに与え
る。このような小さなコア直径のファイバは導かれた光
学モードの低い数を備えることに有効である。

エツチングプロセスの一実施例として、第３図の、ファ
イバ３−３は８０μｍから１００μｍまでの範囲内のエ
ツチングする前の直径を有すればよく第４図のエツチン
グされたコア４−４は５０μ次から５μｍまでの範囲の
直径を有すればよい。

本発明を用いた応用例として第５図と第６図、そして部
分的には、第７図に図示した特定の水中音響エネルギー
センサーを与える。第５図はその円筒形の形状を説明し
ているセンサーの端部図である。第６図はセンサーの断
面図である。このセンサーは第６図に６で示した、おそ
らくアルミニウムでできている、剛性の円筒形の骨組み
から成っている。この円筒形骨組みの外側表面は平面［
→と平面Ｊの間で直径が小さくなっている。この円筒形
骨組みの周囲には全体として７で示した柔軟な材料から
成る薄膜があり、その中では全体として８’ｔ−示した
単一モード光学ファイバが放射状に巻かれている。この
ような柔軟な材料は、例えば、シリコンゴムまたはＰＶ
Ｃであればよい。このスリーブは円筒形骨組みの大きい
方の直径の端部１３′へ１３におけるように接合するか
または１４におけるように締めるかあるいはその両方を
行なって、柔軟な薄膜と剛性の型の直径が小さくなって
いるところの剛性の円筒形骨組みとの間に空間９をあけ
る。直径が小さくなっているところのこの剛性の円筒形
骨組みの壁には円筒形骨組みの内側の壁から柔軟な薄膜
と剛性の骨組みの間の空間まで延びている等止孔１０が
おいている。円筒形骨組みの内側の壁には第６図で１１
で示しである突起がある。同様に、円筒形骨組みの内側
ではバラスト供給体としての役目を持つ柔軟なブラダ−
１２が伸びておりタンク１６を形成しており、これは等
止孔１０により空間９と連絡している。

空間１６及び９は空気、ヘリウム、またはシリコン油の
ような、別の粘性のある柔軟な材料で満たす、第６図に
示した追加の空間１６′をつくる端部キャップ１７も備
え、これには穴、１５があけてあり、この穴は端部キＶ
ツブの各々の厚さを通って延びている。第５図、第６図
、及び第７図に示したハイドロ７オンは以下のように動
作する。

このハイドロフォンを測定すべき合波を含む流体中に浸
す。任意の特定の深さのところで本発明によりこの流体
の一部を穴１５を通してハイド０フオンへ入れて次に、
１２′で示した破線により図示しであるように、突起１
１の周囲でブラダ−１２を伸ばし、こうして空間１６及
び９における第２の粘性のある柔軟な物質を圧縮するこ
とにより空間９及び１６における静圧をハイド０フオン
の外部の流体における静圧と等しくする。空間１６及び
９における圧力が、ブラダ−１２を伸ばす際に生じた追
加の圧力を加えて外部の圧力に等しくなると、流体は穴
１５を通って流れるのをやめる。穴１５及び等止孔１０
またはその一方は等化の速度を緩慢にして測定すべき音
圧の間の時間周期よりも極めて長い時間周期にするよう
に十分に小さくする。

ハイドロフォンにより測定すなわち感知されるべき音響
信号は周囲の流体圧力における交互の変化から成ってい
る。これらの変化は上述のブラダ−機構により等しくさ
れないため、これらはその代りに柔軟な薄膜７を半径方
向に膨張さぜたり収縮させ、こうしてエツチングされた
単一のモードファイバ８を縦に伸ばしたり圧縮したりす
る。

第５図、第６図、及び第７図の水中音饗センサーが水中
音響信号を感知するのに使用されている開動いている状
態にあることを要求するこれらの応用例では、剛性の円
筒の軸に平行に取り付けられる強化ストランド、例えば
、第６図と第７図におけるファイバ８′を備える。ファ
イバ８′は柔軟なＩＷ１８７の外側と内側あるいはいず
れかの表面に接合され剛性の円筒６の周囲の各々の締付
リング１４の下方に延びている。締付ける面は柔軟な１
ｌｌ１７が取り付けられる剛性の円筒の部分１３′であ
る。このような強化ファイバ８′はＫ（ｅＶｌａｒ、す
なわちＤｕＰｏｎｔ社製のタイヤコードファイバ、また
はガラスでできていればよい。このような強化ファイバ
８′は柔軟な薄膜７の長手方向の強度を増すように配置
する。それゆえ、もし第５図、第６図、及び第７図の水
中音響センサーが剛性の円筒６の軸方向に加速されると
その結果生じる柔軟な薄膜７の変形は第６図及び第７図
における強化ファイバ８′により小さくされたことにな
る。さらに、この強化ファイバ８″は剛性の円筒６の軸
に平行に配置されると実質上感知すべき音響信号により
生じるような半径方向の収縮に対する柔軟な薄膜の抵抗
を増加させない。さらに、柔軟な薄膜の質量は水中音響
周波数レスポンスをシフトさせるという影響を与える単
一モードファイバの巻き［１８の密度と同様に変えるこ
とができる。

本発明を用いた応用例として第８図及び第９図の水中音
響センサーを与える。第８図は水中音響センサーの端部
図であり第９図は第８図のセンナ−の斯面図でありここ
において７−９は単一モードファイバ８−９の螺旋が中
に含まれている柔軟な＊ａを示す。この組立体はまたシ
リコンゴムのような弾性の柔軟な材料から成る内部円筒
２０２も含み、これは柔軟なｆｌＪｍ７−９の内側の壁
と接触している。強化ストランド、例えば、ファイバ２
０１は柔軟な薄１ｔ！７−９の軸に平行に配置し内部円
筒物質２０２と力学的に接触させその半径方向の柔軟性
を大いに変化させることなく内部円筒の長手方向の強度
を強めるようにする。強化）？イル２０１はにｅｖｌａ
ｒかガラスでできていればよく柔軟な材料の端部からは
み出して長く延びていてもよくまたセンサーを適切な位
置に固定するために使用すればよい。柔軟な内部円筒２
０２はまたセンサーを適切な位置に配置するか固定する
ために長く延びていてもよい。本発明はまた強化ファイ
バ２０１をその長手方向の強度を増すように柔軟な簿１
１７−９の軸に平行なこの薄膜７−９の外側に力学的に
取り付けるということも提供する。センサーの長手方向
の強度を増すことはセンサーの耐久性をセンサーの長手
方向の加速により生じる半径方向の膨張と収縮の最を減
らすことにもなるが、音響信号に対するセンサーのレス
ポンス、すなわち放射状の膨張及び収縮、は減らない。

第８図及び第９図の水中音響センサーは以下のように作
動する。センサーを音響信号を含む溶液中に浸す。音響
信号に表われる圧力の周期的な変化が柔軟な簿膜７−９
を膨張させたり収縮させたりする。薄膜７−９が膨張し
たり収縮したりするとおりに、エツチングされた単一モ
ード光学ファイバ８−９は伸びるかまたは圧縮され、そ
のため、すでに説明したように、ファイバ８−９のコア
の中を伝播している電磁放射が変調される。さらに、内
部円筒は同様に放射状に柔軟であるため、これは柔軟な
薄膜の膨張と収縮により小さな抵抗を与える。第８図及
び第９図のセンサーが単一モードファイバ８−９として
エツチングされた単一モードファイバを使用するとよい
ということを与える。

本発明のエツチングされた単一モードファイバはあらゆ
るエネルギーセンサーにおいて有効であり、これは１つ
の信号エネルギーを用いて単一モードファイバを長手方
向に伸ばすか圧縮させて光学ファイバの光学距離に変化
を起こさせる。エネルギーセンサーによってはこのよう
なファイバの形態上の分散が相互作用長にわたって十分
な光の干渉性を保持する程十分低い場合低いオーダーの
モードの光学ファイバを使用できる。これらのエネルギ
ーセンサーに対して本発明は第４図の薄いファイバを与
える。多重モードステップ指数または階層指数ファイバ
のように、任意の光学ファイバを長手′方向の伸び縮み
に対するその感度を上げるようにエツチングすることが
できるということに留意すべきである。

ステップ指数またはｍ層相数ファイバのガラスクラツデ
イングをエツチング除去してその［ｉ放射の伝導性を弱
めるようにする場合には、本発明はその結果得られるフ
ァイバを図面の２−２′第２図におけるように、ＲＴＶ
６７０シリコンゴムのようなファイバコアよりも光学的
指数が低い材料で被覆して電磁放射を伝導するための能
力を回復するようにすればよいということを定める。そ
れゆえ、本発明はその目的に「エツチングされた光学フ
ァイバ」とともに［エツチングされた単一モード光学フ
ァイバ］を含むものであり詳細な説明と特許請求の範囲
の全体を通してエツチングされたファイバが装置の適切
な動作において光の１渉性を十分に保持できる程十分に
低い形態上の分散を有する時は常にこれらの専門用語を
変換Ｊることができまたエツチングされた光学ファイバ
の利用目的が長手方向の伸び縮みに対する感度を上げる
ことである時、または目的は低いオーダーのモードのフ
ァイバ、すなわち、低い形態上の分散を有するファイバ
を与えることである時、または同時にこれらの目的の両
方に対しても然りである。

本発明を用いた応用例としてエツチングされた単一モー
ドファイバを使用するとよい光学ファイバエネルギーセ
ンサーを以下のような製造方法で製造する。まず、製造
されつつある特定のセンサーにおいて使用されるべきで
あるのと同一の配列または構成にエツチングされるべき
ファイバを保持する型を造る。第５図、第６図、及び第
７図のハイドロフォンの場合、ファイバは螺旋状に構成
する。このハイドロフォンにおける適切な型は第１０図
に図示したような円筒１８であり、その周囲には螺旋形
の溝１９′が刻まれておりこの溝にエツチングされてい
ない光学ファイバ２０’　を巻き付ける。もし型をエツ
チングの後取り除くことを望むなら、型の材料はファイ
バまたは柔軟な薄膜の材料に損傷を与えない温度でまた
は溶液によって溶けるかまたは溶解して液体の状態にな
ることのできる物質でなければならない。このような材
料は蜜蝋である。さらに、型の材料の中にはファイバの
ｒツチング（蝋をファイバの適切な場所にこすり付け、
こうしてファイバをエツチング剤から保護すればよい）
でさえも危くするものがありうるため、このような材料
から成る型はまず第１１図における保護材２１′の溶液
に浸すかこれをスプレィすることにより薄く被覆する。

この保′ｆ！！材２１′は固まるとエツチングブＯセス
に影響を与えない。適切な保護材は、Ｏｐｔｅｌｅｃｏ
ｍ社製のＴｙｐｅ　１３９　　Ｌｏｗ　Ａｎｄｅｘ　Ｐ
ｌａｓｔｉｃ　Ｃ１ａｄｄｉｎａＳＯ１ｕ３ｉＯｎ、か
Ｋｙｎａｒ　、すなわちＰｅｎｎｗａ　ｌ　ｔＣｈｅｍ
ｔｃａｌ　Ｃｏ、社製のフッ化ビニリゾ・ンである。

エツチングすべきファイバが光を伝導するのに十分なガ
ラスクラッドを有していない場合、本発明は保護材がフ
ァイバコアのより低い光の屈折率を有するということを
定める。Ｔｙｐｅ　１３９　　Ｌｏｗ＾ｎｄｅｘ　Ｐｌ
ａｓｔｉｃ　Ｃｌａｄｄｉｎｇ　５ｏｌｕｔｉｏｎまた
はＫｙｎａｒは石英ガラスよりも低い光学的指数を有す
る。

必要であれば、本発明はファイバを第１０図における２
２′で示したようにおそらくエツチングコアの両端部に
おいて型に接合するということも定める。すでに説明し
た保１１材は接合剤で十分である。

ファイバの部分をエツチング剤から保護することが必要
である場合、これらの部分も同様に第１０図における２
３′で示したようにすでに説明した保護材で被覆すれば
よい。

もし光学ファイバエネルギーセンサーがエツチングされ
た単一モードファイバを使用することになるならば、本
発明を用いた応用例として次に第１０図に図示したよう
に適切な位置にファイバ２０′を備えた型１８′をフッ
化水素酸かフッ化水素アンモニウムで緩衝されたフッ化
水素酸のいずれか、またはファイバのガラスクラッドを
溶解するか除去できる任意の別の化学薬品の溶液中に置
く。通常、このエツチング溶液は、もし必要であれば、
超音波的に撹拌しエツチングされなければならないファ
イバの全ての部分の周囲にエツチング剤が入るのを促進
する。

エツチング期間（これは経験的に決定できる）が終えた
後金エツチングされたファイバを適切な位置に備えてい
る型を溶液から取り出し、水で洗い、乾燥させ次に溶解
したまたは融解した被ｖｌ材の溶液に浸してから取り出
すか、または硬化させるか、乾燥させるか、冷却すると
柔軟な′ａ膜の材料になる物質の溶液をスプレィするが
さもなければこれで被覆する。溶液の超音波撹拌はファ
イバの全ての部分の周囲に被覆液が入るのを促進する必
要がある時に実施される。本発明はまた被覆材の適用は
被覆の均一性と空気ポケットの除去を目的として真空中
で行なうとよいということも規定する。

エツチングの後電磁放射をコアの中に伝導させるのに十
分なりラッディングの厚さを有していないようなファイ
バを使用する場合、本発明は被覆材はコアの材料よりも
低い屈折率を有するということを定める。このような被
覆溶液はすでに説明した保護材かＧｅｎｅｒａｌ　Ｅｌ
ｅｃｔｒｉｃ　Ｃ０ＩｌｌＤａｎＶのＲＴＶ６７０のよ
うなシリコンゴムのいずれかのものであればよい。被覆
溶液の粘性は溶液から取り出す時に型に残っている被覆
の厚さを調節する手段として変えることができる。被覆
溶液の粘性が低いとより薄い被覆が与えられる。被覆溶
液から取り出した型は次に溝の在る所で均一な膜を達成
するために被覆物が固まるまで回転させる。第１２図は
エツチングと液浸プロセスの後完成した第１０図の型及
びファイバを示す。エツチングされたファイバは２０−
Ｅで示してあり柔軟な薄膜材は１２４で示しである。

第１２図における被覆物が凝固した後、被覆物と保護材
を通って型の材料の中へ延びている穴をあける。このよ
うな穴の位置は型の材料が溶融または溶解により除去で
きしかも被覆物中のファイバに損傷を与えないように選
択しなければならない。このような穴１２５は第１２図
に示しである。

型を収縮させて柔軟な薄膜及び保護材から離脱し、こう
して第１２図におけるＰと記された平面において薄膜を
切り取ることにより形成される第１２図における極めて
より大きな間口１２６を通して型を取り出しやすくする
ように液体窒素で冷却できるテフロンのような材料で型
ができているとよい。さらに、型はその除去を助けるよ
うに崩壊づるとよいと思われる。第５図、第６図、及び
第７図のハイドロフォンにおいて、つぶＵる適切な型が
端部図の第１３図に示しである。

第１３図は円筒２５７の端部図である。キーと呼称され
るこの円筒の除去部分は２５６で示しである。キー２５
６は円筒の軸に平行にかつ円筒の全長において延びてい
る。２２で示されている矢印はキーのその除去を助ける
ための動きを説明している。キーの除去により、円筒２
５７は半径方向につぶれそのためエツチング及び液浸後
の柔軟なＭ膜材からの除去が可能になる。

もしエツチングされていない光学ファイバを備えるため
に柔軟なスリーブまたはおおいを使用する光学ファイバ
エネルギーセンサーを製造したいならば、本発明はまた
上述の製造プロセスからエツチング及び洗浄工程を除去
することも可能である。

本発明を用いた応用例として光復調装置を第１４図に示
す。第１４図を参照すると、２４は光学ファイバを示し
ておりその上には何月かの長さが制限された分配ブラッ
グ反ｌ）１器２５が取り付けである。長さが制限された
分配ブラッグ反射器は、本発明で使用されているように
、光学ファイバ中を伝播している電磁放射の特定の波長
帯域を一部は反射して線源へ戻し一部は先へ伝送して光
学ファイバに通しまたこれらの特定の波長帯域のスペク
トル的に外側にある光は先へ伝送してほとんど影響を受
けない光学ファイバに通させる装置である。このような
反射器は光学ファイバのコアを取り囲んでいるクラッド
の光学的指数の空間的な周期的摂動を起こしてコアの軸
に平行な方向に空間的周期が存在しかつ光学ファイバに
おいて光の干渉性が保持されるような長さをこの空間的
周期が超えないようにすることにより構成すればよい。

空間的な周期的摂動はファイバの良さからクラッドを部
分的に除去し次にファイバを光の回折格子に向けて配置
して回折格子の歯がコアの軸に垂直となるようにするこ
とにより起こすことがで、きる。

反射率の大きさはクラッドをより多くまたはより少なく
除去しそのため光回折格子を」／へ近づけるか遠ざける
ことにより増大させるか減少させればよくこれについて
は１９７９年１０　Ｅ　２６日付で出願された米国特許
出願第０８８５７９号に開示されている。このような反
射器はＩｔ　ｉ　ｌ　ｌらにより開発され［Ｐｈｏｔｏ
ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　０ｐｔｉｃａｌＦｉｂ
ｅｒ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ　：　Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎ　ｔｏ　ＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎＦｉｌｔｅｒ　Ｆｄ
ｂｒｉｃａｔｉｏｎＪ　ＡｐＤＩｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ　ＬｅｔｔＱｒＳ　；＃３２　（１０）、１９７８年
５月１５日号に説明されている方法を用いて構成するこ
ともでき、ここでは反射波長帯域が次の時生じるという
ことを示している。

λ。ＨＮ３　ｎ　ｄ　　Ｍ　　　　　　　　（Ｉ［ｌ　
）ここでλ。８はＭの特定の値に対する反射波長帯域の
中心であり、 ｎ　は光学ファイバコアにおける有効な光学的指数、 ｄ　はブラッグ反ＯＡ器を作る摂動の空間的周期、 Ｍ　はゼロより大きい整数であり反射帯域のオーダーと
呼称される。

幅、Δλ　　は特定のブラッグ反射器がとりうるｃＨゝ 反射強度の全体の半分の点において測定される特定の反
射帯域の全スペクトル幅である。これは先行技術におい
て次のようになることが示されている。

ここで１は長さが制限されたブラッグ反射器の長さであ
る。

再び第１４図を参照すると、反射器の対２５にはＡ、Ｂ
、Ｃ，・・・が付けである。各々の対における反射器は
いずれも同じ波長帯域を空間的に反射しかつ、例えばｄ
と１を調節することにより同一の透過スペクトルを有す
るように作る。しかしながら、各々の対は再びｄと１を
式（ＩＩＩ）と式（ｒＶ）に従って調節することにより
、あらゆる別の対の反射波長帯域とはスペクトル的に異
なる特定の波長帯域を反射器るように作り、そのため使
用すべき各々の反射器におけるこれらの特定の波長帯域
だけの内の少くとも１つを含む波長間隔Ｗ、Ｉ。

が存在する。

各々の対２５は単一モードファイバ２４の内側でファプ
リーベロ型干渉計を構成している。このファプリーベロ
型干渉計は特定の対を形成している分配ブラッグ反射器
の反射波長帯域内にスペクトル的にある′ｄ：ｉ磁放射
に対してのみ反応しやすい。

第１５図は特定の反射器の対の透過の説明図である。第
１５図を参照すると、縦座標は特定の反射器の対を通過
する電磁放射の透過を表わし横座標はファイバ２４の中
を伝播して反射器の対に入射する電磁放射の波長を表わ
している。スペクトル的に特定の対の反射波長帯域の外
側にある“ｉｔｉ磁放射は実際に影響を受けず伝送され
る。このような放射は第１５図に領域ａで示されている
。

ファイバの中を伝播しておりスペクトル的に特定の反射
器の対の反射帯域内にある電磁放射の最大の量は反（ト
）器の対を通して先へ伝送されこの時波長は Ｎ−１／２ ここでＯＰＬは反射器の間の光学距離でありＮ　は正の
整数である。

もし Ｊ＝、２（ＯＰＬ） （Ｖｌ） ならば電磁放射の最小のｍが反射器の対を通して先へ伝
送される。

その結果第１５図の領域すに示されているようなスペク
トル的に周期的な透過が起こる。

インターフェロメトリーの分野において教えられている
ように、第１５図において３００で示されている透過ピ
ークのスペクトル幅は透過ピークの原因となる反射器の
対を構成する長さが制限されたブラッグ反射器の反射率
の大きさを変えることにより透過ピークのスペクトル分
離Δλに関して変更することができる。このことはすで
に説明したように達成することができる。

第１５図の波長領域すにおけるビーク３００の数は次の
ように与えられる。

Ｘ〜　　　　　　　　　　　　　（■）ここで７は単一
モードファイバの軸に沿って測定されるような反射器の
間の幾何学 的長さ、 １はファイバの軸に沿って測定されるような分配ブラッ
グ反射器の艮ざであ る。

一対の２つの反射器の間の光学距離が変化するとおりに
、第１５図に示した波長領域す内の透過ピークは、式（
Ｖ）で示されているように、スペクトル的にこの領域す
内で移行する。

本発明を用いたこの応用例において一対の２つの反射器
の間に配置されている光学ファイバ２４の長さの一部分
または全部を光学ファイバエネルギーセンサー、例えば
、第５図、第６図、及び第７図の音響エネルギーセンサ
ーの相互作用長にする。すでに説明したように、このよ
うなセンサーは検出される信号エネルギーで光学ファイ
バの長さを長手方向に伸ばすか縮めるかしてその光学距
離を変化させることにより作動する。それゆえ、例えば
、信号を検出している光学ファイバエネルギーセンサー
の相互作用長がその内側に位置するような、反射器の対
Ｂにおいては、この対Ｂの第１５図の領域すの透過ピー
クは検出されている信号エネルギーにより起こされるよ
うにスペクトル的に移行する。

再び第１４図を参照すると、波長走査型レーザ２６を用
いて電磁放射を供給し電磁放射は上に反射器の対２５が
配置された単一モードファイバ２４の中へ適切な集光レ
ンズ２７によって入射される。レーザ２６の出力は特定
の波長領域について走査すなわちチャープされる。第１
６図は本発明に適切なレーザ出力のグラフである。走査
範囲はΔλＬであり、第１６図にそのように記しである
。

走査時間々隔はΔ１でありこれも第１６図におけ本発明
はレーザ２６の走査範囲をすでに説明したように波長間
隔Ｗ、１．になるように選択しそのため第１４図におけ
る各々の対２５の第１５図の反射器波長帯域領域すがス
ペクトル的に走査範囲内に入るようにする。

もう−度第１４図を参照すると、組立体はレーザ出力ビ
ームの一部を以後「基準ファプリーペロ」干渉計と呼称
されるファノリーベロ干渉計２８へ向けるためのビーム
スプリッタ−１２７を含んでいる。レーザの出力波長λ
Ｌが次のようなものである時、 （Ｑ−−−→ ？ ここでＱは正の整数 りはファブリ−ベロ干渉計２８を橋成している反射器の
間の光学距離。

基準ファブリ−ベロ干渉計２８はこの放射の一部を第１
４図の光検出器２９へ伝送し、この光検出器２９はこの
時電気的基準信号を発生する。光検出器２９は市販され
ている装置であり、例えば、Ｔｅｘａｓ　１ｎｓｔｒＬ
ｌｌｅｎｔｓ　１ｎｃ、により製造されている＃ＴＩＸ
Ｌであり、その出力は電気的信号であり、その信号の振
幅は入射放射の振幅の周知の関数である。もしレーザが
第１６図におけるように走査していると、基準）７ブリ
ーベロ干渉計２８の透過出力は各々が基準ファプリーペ
ロ干渉計２８の共振に対応する一連の時間的に分離した
ピークとなる。

基準ファプリーベロ干渉計２８の光学距１ｌＩＤを取り
決めて各々の反射器の対２５における反射器の空間的な
周期をレーザ走査範囲Δλ、においては基準ファプリー
ベロ干渉計２８の透過ピークが対２５の各々の反射器の
反射器波長帯域に極めて近い波長のところで生じるよう
に選択する。

再び第１４図を参照すると、単一モードファイバ２４の
出力端部、すなわち、レーザビームが入射するのとは反
対の端部、は第１４図に図示したようにファブリ−ベロ
干渉計３０に焦点を合わせた適切な焦点整合機構３２に
接続している。この干渉計３０の出力は光検出器３１へ
向けられる。

インターフェロメトリーの先行技術及び反射器の対２５
のスペクトル透過の前述の説明から以下のことがわかる
。もし走査型レーザがある特定の時に特定の反射器の対
Ａの、第１５図に示した、波長領域す内に入る電磁放射
の特定の波長λ１をファイバへ入射しているならば、こ
の時この電磁放射は特定の反射器の対Ａを通過し、残り
のファイバを通過し、別の反射器の対を全て通過しく本
発明の別の反則器の対、　Ｂ、　Ｃ，ｅｔｃ　、の全で
の別の反射波長帯域は全て異なるようにするため）、フ
ァプリーベロ干渉計３０を通過して光検出器３１へ伝送
され入射放射波長λ、が特定の反射器の対Ａの第１５図
の特定の透過ピークにスペクトル的に集中している時は
常に、またこの特定の透過ピークも同様に、以後分析フ
ァプリーベロ干渉計と呼称される、ファプリーベロ干渉
計３０の透過ピークにスペクトル的に一致する時、最大
強度で伝送される。

例えば、反射器の対Ｂの、反射器の間の光学距！ＴＲ−
（ｎ）（Ｚ）はλ１．と２２Ｄの間の特定の波長領域に
おいて反射器の対日がＳＲの透過ピークを発生するよう
に定められる。もし であればこのことが起こる。

λ１．とλ２．の間の同じ波長領域において、次式が成
り立てば分析ファプリーベロ干渉計３ｏはｓＡの透過ピ
ークを発生する。

ここでＴへは分析ファプリーベロ干渉計３０の反射器の
間の光学距離である。

すでに説明したように、もし、例えば、対Ｂの長さが制
限されたブラッグ反射器の間に配置された光学ファイバ
エネルギーセンサーにより信号が検出されると、対日の
第１５図の領域すの透過ピークは領域す内のスペクトル
移行、△λ　、をＲ 示す。式（ｒＸ）と式（Ｘ）を用いてＳＡとＳＲの相対
的な値を調整することにより本発明はその結東得られる
第１４図において結合されている、対Ｂと分析干渉計３
０の、透過のスペクトル移行、Δλ、Ａを次式のように
することにより実際にこのスペクトル移行、Δλ、Ｒを
増幅する。

ΔλＳＡ〜ＵΔλＳＲ（ＸＩ　） ここでＵは増幅係数であり、例えば次式で与えられ 但し　Ｓ　　＝（ｆ）（ＳＲ）±１ でありＳＡとＳＲは２より大きくｆは正の整数である。

復調′＠置をよりよく説明しかつその完成について考慮
すべきより少ない明白な限定を示すために、すでに詳細
に説明したような対２５内に配置されるエネルギーセン
サーを追加した第１４図の装置の一実施例を２つのレー
ザ走査間隔を通して順を追って詳細に説明しよう。レー
ザ走査は対２５のうちのどの反射波長帯域にも入らない
λ１で始める。レーデ出力波長がやがては走査するので
、結局は特定の対Ａの透通ビークにわたる走査が開始さ
れる。この時基準干渉計２８はレーザ光線のパルスを光
検出器２つへ伝送し光検出器２つは次に電気的パルスを
時間復調器３３へ与える。この電気的基準パルスは時間
復調器３３において電気クロックをリセットしたり始動
させたりするために用いられる。時間復調器３３はまた
１つの走査間隔における基ヤバルスを計数しこのパルス
の数によって、その時その透過ピークが走査されている
特定の反射器の対に対応して電気的出力のうちの１つへ
電気クロックの最後の出力を伝送する。このようなｔ子
回路は現在市販されている製品の中から容易に入手でき
る。

この装置の一実施例を参照すると、レーザ出力は今対へ
の透過ピークを走査し始めている。レーザ出力波長が、
λ２において、対Ａの最初のピークの範囲内にある時、
レーザ光線は対Ａとその他の対を全て通過して結局は分
析干渉計３０へ伝播する。説明のために、第１４図の装
置は５Ｒ＝１０として式刈を用いて増幅係数Ｕ＝１０Ｏ
を与えるように設計することを仮定する。また簡単のた
め、実施例の装置における各々の反射器の対における式
Ｘと式℃のλ１ｏとλ２ｏの間の間隔は各々の反射器の
対において第１５図の領域すにスペクトル的に一致する
ものと仮定する。それゆえ、ｕ＝ｉｏｏ、５Ｒ−１０に
対しては、ｓ、＝９９となる。

同様に分析干渉計３０が対Ａの最初のピークにスペクト
ル的に一致するピークを有するものと仮定する。それゆ
え、レーザ光線は光検出器３１へ伝送されると光検出器
３１は電気的出力を発生しこの出力は時間復調器３３へ
与えられると電気クロックを休止させその最後の出力は
クロックにおける時間に対応する電気的信号であって八
と印が付けられている導線すなわらリード線へ与えられ
る。レーザが走査し続けると最後にその出力の波長は対
Ｂの透過ピークに近づく。再び基準干渉計２８は光線の
パルスを伝送しこれにより光検出器２９はパルスを発生
しこのパルスはクロックをリセットしたり始動させたり
してクロックの最後の出力に対して導線すなわちリード
線Ｂを準備する。

対Ａのエネルギーセンサーにより検出されている信号が
変化するとおりに、対Ａの透過ピークはスペクトル的に
移行する。信号がすでに２度目のル レーザ走査の前のある時にピークを□　（Δλ）たけ移
行させたと仮定する。２度目のレーザ走査が始まると、
出力波長は再びλ１となる。走査の開始後まもなく、レ
ーザ出力は再び対Ａの最初の透過ピークに近くなり、出
力波長は約 ２２　＋　　、、　Ａ　２　＆　’ＣＫ　８・５”６”
５・００３長は分析干渉計３０のピークに一致しないの
で光検出器３１へは光線は全く伝送されずクロックは休
止されない。しかしながら、レーザが走査し続となり、
これは対Ａの第２の透過ピークのスペクトル位置である
。この実施例の装置の増幅係数Ｕに関する前記の式によ
り、 透過ピークのスペクトル位置でありスペクトル的にはλ
２に位置するそのピークの隣りにある。それゆえ、伝送
は分析干渉計３０を通過してなされ光検出器３１はクロ
ックを休止させる信号を発生する。対への透過ピークが
たとえ□　（Δλ）だけしか移行しなかったとしても、
対Ａと干渉計３０の結合体の出力はレーザ出力の波長が
ル増幅が１００になるまでは生じなかったであろう。２
度目の走査間隔の残りは最初のレーザ走査間隔において
説明したように続行される。

復調装置の完成には光学ファイバ２４の帯域幅に対する
特別な注意が必要とされる。帯域幅は戻ってくる反射器
の対の透過ピークの幅の狭さを保持するほど十分に高く
ならなければならない。

光復調装置は光学ファイバの使用の有無にかかわらずフ
ァプリーベロ干渉計の縞のスペクトルの移動を測定した
い時には常に使用できるということに留意されたい。ま
たレーザ光線は分析ファプリーペロ干渉計をまず通過し
次にその間隔の１つを測定しようとしているファプリー
ベロ干渉計へ伝送できるということも認められる。しか
しながら、もし光学ファイバを測定されているファプリ
ーペロ干渉計ヘレーザ光線を伝送するために使用するな
らば、もしレーザ光線をまず分析干渉計へ通過させるな
らば、光線を分析干渉計力１らファブリペロ干渉計へ伝
送するために低（ご分散を有する光学ファイバを選択す
る必要がある。というのはこの光線が分析干渉計のスペ
クトル的に周期的な透過により生じるような追加の振幅
の時間依存を有するためである。さらに、分析干渉計と
センサー干渉計の両方の機能はもしスペクトル的に正確
に一致する透過ピークが全く無くてもまだかなりの結合
された出力を発生するのに十分な重複だけはあるように
選択しなければならない。最後に、実施例の装置はもし
反ＩＪＢの対の伝送ピークのスペクトル移動を、１Δλ
以上にできるかまたは□Δλ以下であると不明瞭な出力
を発生する。

最後に、電気的基準信号はレーザを走査させる同一の信
号から引き出せばよいということを規定する。基準信号
における基準はレーザ走査の任意の特定な波長の時間に
おける位置に関して時間における既知の位置を持ってい
なければならないということである。さらに、適切なレ
ーデ走査における基準は、まず走査間隔が反射器の対と
分析干渉計の結合体の出力の時間的位置の振動の最も高
い周波数を検出するために時間周期において十分しばし
ば生じなければならず、次に、走査型レーザの出力波長
は周知の時間の関数でな１づればならない、ということ
である。

ピークの過剰な移行における前記不明瞭さを除去するた
めに第１７図に図示した別の分析干渉計３０Ｂを追加す
る。第１７図は第１４図において破線で囲まれているサ
ブシステムＷに置き換えるサブシステムの概略図である
。この追加分析器３０Ｂは、例えば、式■により反射器
の対の同じ出力で使用した時により低い侶率を与えるよ
うに構成する。前述の説明から、より低い増幅の結合は
不明瞭さが最初に生じるより高い閾値を透過ピークの移
動に与えることができる。増幅係数Ｕを確定するために
式ηを用いると閾値のスペクトル移行は次のようになる
。

各々が異なる増幅を起こす２つの分析干渉計を用いてい
る装置は次のように与えられる。

第１の干渉計３０は検波装置の前述の実施例におけるよ
うに５Ａ＝９９の透過ピークをλ１．とλ２゜の間に有
することがある。反射器の対は５Ｒ＝１０のピークをλ
１ｏとλ２．の間に有することがありまた追加の干渉計
３０Ｂは５Ａ＝９のピークをλ１．とλ２ｏの間に有す
ることがある。もし、例えば、時間復調器３３及び３３
Ｂがアナログの出力を与えたならば対Ａに対応する特定
の移行△λ３Ｒにおいて対Ａｔ、：対応する時間復調器
３３Ｂの電気的出力は次のような電圧ｅとなるであろう
。

ｅ　　＝に△λ　　ｊｌ　　　　　　　（ＸＩＶ）Ｉ　
　　　　ＳＲ１ ここでＫ　は定数 Ｕ　はＳ　−１０と５Ａ＝９における１０に等しい増幅
係数 また△λ８Ｒは導ｌ１ＩＡに対応する第１５図の領域す
のピークのスペクトル移行であ る。

復調器３３の出力ｅ２は次のようになるであろう。

ｅ　　　＝にΔλ　　　Ｕ　　　　　　　　　（ＸＶ）
２　　　　　　　　　ＳＲ２ ＝１００にΔλ８Ｒ ここで１００はＳ　＝１０と５Ａ＝９９における増幅係
数、Ｕ２、である。

このような装置は当然異なる増幅を備えた数多くのこの
ような分析干渉計を備えるように拡大することができ簡
単に１２７′のようなより多くのビームスプリッタ−を
追加して反１［の対の出力を分析干渉計の間で分割する
ようにづればよい。

前述の説明から分析干渉計３０Ｂは、１Δλより小さい
スペクトル移行においては不明瞭さを生じ始める可能性
があるということに留意されたい。しかしながら、分析
器３０はすでに説明したように、１Δλ以下のスペクト
ル移行において意味深長な出力を発生する。それゆえす
でに１つの装置に与えられている分析干渉計よりも低い
増幅か高い増幅のいずれかをもたらすであろう分析干渉
計を追加しようと思うことができる。

時間復調４は次の２つの機能を果を電気装置である。第
１に、例えば、その振幅、振動周波数、または振動の移
相により基準パルスの受は取りと分析）７１リーベロ干
渉計からの電磁放射を受は取る光検出器からのパルスで
ある、ＡＮＡＬパルスと呼称される追加のパルスの受は
収りの間にかかった時間を含むすなわち伝達する電気的
信号を発生することと、第２に、この電気的信号を１本
の特定の出力線または特定の出力線のグループへ伝送す
ることである。このことを達成できる多数の電気回路が
ありその１つは第１８図に概略的に図示しである。第１
８図を参照すると、ｕｌとＵ２は電圧比較器、例えば、
ＮａｔｉｏｎａｔＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｃｏｒ
ｐ、社製の部品＃ＬＭ３１１であり、Ｕ４とＵ５はカウ
ンター、例えばＴｅｘａｓｔｒｌｓ　ｔ　ｒｕｍＣｎ　
ｔ　Ｓ社製の部品＃７４１６１であり、Ｕ３はりＯツク
発生器、例えば、ｒｅｘａｓＩｎＳｔｒＬＩＩＯｎｔＳ
社製の部品＃７４ＬＳ１２４であり、Ｕ６はｄｅｍｕｘ
　、例えば、Ｔｅｘａｓ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製
の部品＃７４１５５であり、Ｕ７．Ｕ８及びＵ９はラッ
チ、例えば同様にＴｅｘａｓ　Ｉｎ５ｔｒｕ＠ｅｎｔｓ
　４ＬＪ：！Ｉｌの部品＃７４１７５である。

この回路は次のように動作する。ＵｌとＵ２、すなわち
電圧比較器、は基準パルスと追加パルスを復調器におい
て使用するための標準的なＴＴＬ論理電圧レベルに変換
するように動作する。規則正しく間隔をあけた基準パル
スは、クロック発生器Ｕ３により駆動されるとおりに、
基準パルス繰返し数の速さのおよそ１６倍の速度で連続
的に計数しているカウンタＵ４をリセットづるように動
く。その結果生じるカウンタＵ４の出力は基準パルスが
受は取られる時０で始まり増加する方へ計数して別の基
準パルスにより再びリセットしてＯになるとその計数を
新たに始める数である。その間に、基準パルスが受は取
られるごとに、カウンタＵ５は増加する。チャネルの適
切な数（この場合、３）を計数した後は自動的に０に戻
るようにセットされている。ＡＮＡＬパルスが送られて
来ると、これはｄｅｍｕｘ　ｔＪ　６を介して適切なラ
ッチ（ｔＪ７．Ｕ８．またはＵ９）へ送られる。カウン
タの出力の数は遣切なチャネルラッチへラッチされ基準
パルスとＡＮＡＬパルスの間の時間を表わす。次のＡＮ
ＡＬパルスは次のチャネルラッチにこれらのＭｌパルス
とＡＮＡＬパルスの間の時間を表わす数を蓄積させるな
どをする。新たな時間計数がラッチされるたびに、ラッ
チパルスのトレーリングエツジは使用者に新しいデータ
が利用できるということを知らせる。

改善された光学ファイバエネルギーヒンサー及びこのセ
ンサーの製造方法と、改善された光復調装置が提供され
これは特に感知されるか検出されるべき信号エネルギー
により伸びや圧縮に対し反応しやずい。

【図面の簡単な説明】

第１図は大いに拡大した単一モード光学ファイバの断面
図であり、第２図は本発明によりエツチングされた第１
図の単一モード光学ファイバの大いに拡大した断面図で
あり、第３図はコア材から成る大きな直径のファイバの
大いに拡大した断面図であり、第４図は本発明によりエ
ツチングされかつ被覆された後第３図の大ぎな直径のフ
ァイバの大いに拡大した断面図である。第５図〜第１８
図は本発明を用いた応用例であり、第５図は第６図に図
示されている８費エネルギーセンサーの端部図であり、
第６図は第５図の音響エネルギーセンサーのライン６−
６における断面説明図であり、第７図は第５図及び第６
図の音響エネルギーセンサーの一部の拡大説明図であり
、第８図は別の音響エネルギーセンサーの端部図であり
、第９図は第８図の音ＷＩ？ンサーのライン９−９にお
ける断面図であり、第１０図は光学ファイバエネルギー
センサーを製造するための構成される型及び単一モード
光学ファイバの説明図であり、第１１図は保護材で被覆
された後の第１０図の型のみの断面図であり、第１２図
はエツチング及び被覆後の第１０図の型及び単一モ・−
ド光学ファイバの説明図であり、第１３図はエツチング
プロセスにおいて使用できる崩塙可能な型の端部図であ
り、第１４図は光復調装置の概略図であり、第１５図は
第１４図における対２５０反ＯＡ器の対の典型的な透過
の説明図であり、第１６図は第１４図の光復調装置にお
ける使用に適切なレーザ出力のグラフであり、第１７図
は第１４図における破線Ｗで囲まれた光復調装置の部分
に代用する多数の分析干渉計復調器の概略図であり、第
１８図は第１４図及び第１７図に例示的に示した時間復
調回路の概略図である。 符号の説明 １−１・・・コア、２−１・・・ガラスクラッド、６・
・・骨組み、７．７−９・・・柔軟な薄膜、８．８−９
゜２４・・・単一モード光学ファイバ、８’　、２０１
−９・・・強化ストラッド、９．１６’・・・空間、１
６・・・貯留、１０．１５・・・開口、１１・・・突起
、１２・・・ブラダ−１４・・・締付はリング、１７・
・・端部キャップ、２０２−９・・・内部円筒、２５７
・・・円筒、１８’　、１８−１２・・・型、１９′・
・・螺旋形溝、１２５・・・穴、１２６・・・開口、２
５・・・長さが制限されたブラッグ反１Ｂの対、２６・
・・波長走査型レーザ、１２７．１２７′・・・ビーム
スブリッター２８・・・基準ファプリーベロ干渉計、２
９゜ １Ｂ・・・光検出器、 ３０゜ ＯＢ・・・分析ファブ リ ペロ干渉計、３３゜ ３３Ｂ・・−時開＠調器。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁放射を位相変調する方法であって、電磁放射
   をエッチングされて光学ファイバ中へ伝送して該エッチ
   ングされた光学ファイバを長手方向に伸ばすかまたは圧
   縮することを含む前記電磁放射の位相変調方法。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記エッチ
   ングされた光学ファイバをエッチングされた単一モード
   ファイバから形成することを特徴とする前記電磁放射の
   位相変調方法。
3. （３）特許請求の範囲第（１）項において、前記エッチ
   ングされた光学ファイバのコアよりも光学的屈折率が低
   くかつエッチング工程により除去された物質よりも弾性
   率が低い物質で前記ファイバを被覆することをさらに含
   むことを特徴とする前記電磁放射の位相変調方法。
4. （４）光学ファイバのコアの中を伝播している電磁放射
   を位相変調するための装置であって エッチングされた光学ファイバと、 該エッチングされた光学ファイバを長手方向に伸ばすか
   または圧縮するための装置、 を含むことを特徴とする前記位相変調装置。
5. （５）特許請求の範囲第（４）項において、前記エッチ
   ングされた光学ファイバは単一モードファイバのガラス
   クラッドをエッチングすることにより製造することを特
   徴とする前記位相変調装置。
6. （６）特許請求の範囲第（４）項において、前記エッチ
   ングされた光学ファイバをエッチングされた光学ファイ
   バのコアよりも光学指数が低くかつエッチングにより除
   去された材料より弾性率が低い材料で被覆することを特
   徴とする前記位相変調装置。