JPH02304321A - 単一モード光ファイバ検出装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、単一モード光ファイバを具える応力又は圧力
を測定する検出装置であって、光ファイバに偏光した光
を投射し、光ファイバの出射側において光ファイバを伝
播する光が偏光感知検出系により受光され、検出すべき
応力又は圧力が光ファイバの長手軸線とほぼ直交する方
向に作用し、前記検出系に、方位角が３０°と６０°と
の間の角度をなす少なくとも２個の異なる偏光方向に基
いて光ファイバを伝播する光を分析する手段を設けた単
一モード光ファイバ検出装置に関するものである。

（従来の技術） 上記検出装置は、単一モード光ファイバの光弾性効果、
すなわち歪みに対応する偏光の楕円度の変化又は偏光回
転に基いている。この検出装置は、特に侵入者検出シス
テム及び管理安全システムとして用いられている。光フ
ァイバは、例えば建物の周囲を包囲するように地中に埋
設され、侵入者が建物に侵入する前にその存在を検出し
ている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の検出装置においては、互いに４５度の角度を以っ
て配置した２個の検出装置を光ファイバの出射側に配置
することが提案された。このような構成の検出装置は欧
州特許出願第１２０．９９９号（第８図及び第１１図）
に開示されている。このような構成とする理由は、上記
特許明細書中に記載されている検出装置が、特殊な光フ
ァイバ又は軸線を中心にして１５〜２０回／ｍ程度加燃
処理を施した光ファイバのいずれかを用いているからで
ある。この加燃は時間に対して変化する必要はな（、擬
似アラームが生じてしまう。さらに、ｌ又はそれ以上の
巻回部に力が作用した場合、加燃することにより種々の
問題が生じてしまう。この理由は、補正することにより
感度が低下するおそれがあるためである。

さらに、通常の単一モード光ファイバを用いて機能する
検出システムを想起することが重要である。この検出シ
ステムの光ファイバは地中に埋設されるため、歪み負荷
の伝達が完全に制御することができず、しかも２種類の
現象が観測されるおそれもある。

これら２種類の現象は以下のものである。

・　例えば光ファイバのねじれによる偏光面が回転する
こと。

・　圧力によって生ずる偏光状態の変化、例えば直線偏
光が楕円偏光になる。この効果はしばしば発生、すなわ
ち、圧力による複屈折性が生じてしまう。

従って光ファイバの入射部に入射し出力部で分析される
偏光した光は、システムを通過する間に応力の作用のも
とてその偏光状態が変化してしまう。

寄生効果（光ファイバの不完全性、熱又は機械的効果）
により偏光の方位及び形状が空間的及び時間的に変化す
るおそれがあり、この結果当業者によって“フェージン
グ（ｆａｄｉｎｇ）と称せられる強い信号減衰が生じて
しまう。

本発明の目的は、上述した課題を解決するにある。

解決すべき課題を以下に示す。

乱れがなく、偏光状態が維持され、しかも光ファイバに
直線偏光が入射する場合、第１の課題は、作用する圧ツ
Ｊによる偏光面の回転及び複屈折性の両方を正確に効果
的に検出できる構成を見い出すことである。システムの
出射側における検光子の単一の方位は最適ではなく、作
用する圧力による偏光面の回転を検出すること及び複屈
折性を検出することの少なくとも２の項目について検討
すべきである。これら２個の検光子の方位角は互いに４
５°をなし、上記課題の一方の課題だけに関連する大部
分の検出装置におけるような９０°ではない。従って、
一方の課題だけを解決しようとする場合には上記従来技
術のような構成になる。

、　作用点の出射側において寄生効果によって偏光面が
回転する場合、観測し得る２種の複屈折性に対して有害
な効果が生じてしまう。この場合、良好な解決策は、出
射側において２個の方位の異なる検光子を用いるこであ
る。幸いなことに、両方の場合に対して方位角を互いに
ほぼ４５°（３０°と６０°との間）とする必要がある
ことを見い出した。従って、互いに４５°の方位角を以
って配置した２個の検光子を用いることにより、３個の
課題が同時に解決される。

・　圧力による複屈折性（楕円偏光になる）及び偏光面
の回転を有効に検出すること。

・　寄生効果による偏光面の回転による作用を解決する
。

・　応力の作用点と検光子との間における寄生回転によ
る複屈折性に対する作用を解決する。

不幸なことに、これら全ての課題は解決されておらず、
特に応力の作用点より出射側で発生する乱れによる作用
が解決されていない。この乱れとして以下のものがある
。

・　圧力による複屈折性に対する作用点の入射側におけ
る偏光面の寄生回転。

・　作用点で発生する偏光状態（円偏光）の寄生変、形
。実際には、円偏光の回転は検出できない。

（発明の概要） これらの課題を同時に解決するめたの、本発明による検
出装置は、それぞれ偏光状態が相異する数個の非相関性
光信号を非ファイバの入射部に投射する手段を設けると
共に、光ファイバの入射した光信号を前記検出系におい
て識別する手段を設けたことを特徴とする。“非相関性
“という文言は、互いに干渉し合わないことを意味する
ものと理解されるべきである。２個の光波が干渉し合う
ことを回避するためには、例えば以下のように設定すれ
ば十分である。

・　２個の光波を互いに異なるレーザから放射させる。

・　或は時間的に一致させないこと。

有利なことに、入射側に２個の光信号が存在し、これら
光信号は直線偏光をしており、一方の光信号の回転面が
他方の光信号の回転面に対して３０゜と６０°との間の
角度を形成している。

検出系における光信号を識別する手段が、光信号の波長
に基いて識別する場合、２個の光信号は異なる波長の光
を放射する２個の光源から得ることができる。

第１実施例として２個の光源は同一波長の光源とするこ
とができる。この場合、２個の光信号はそれぞれ異なる
周波数で変調され検出系における光信号識別手段は２個
の変調周波数に基いて識別する。

第２実施例においては、２個の光源が交互に起動し、検
出系における光信号識別手段が検出器と光源との間の時
間同期に基いて識別する。

一方、２個の光信号は単一の光源から得ることができ、
この単一光源の後段に時間変調された光電装置を接続す
ることもできる。この場合、光電装置は、液晶結晶を含
み、その容器の壁部を互いに４５°の角度をなす２方向
において研摩する。この構成において、検出系における
光信号識別手段は検出器と光電装置との間の時間同期に
基いて識別を行なう。

以下、図面に基いて本発明の詳細な説明する。

（実施例） 本例では、第１図においてＰで示す面で直線偏光した光
を放射する光源を設ける。この偏光した光を光ファイバ
に向けて放射する。このファイバは完全なものであり検
出すべき応力以外の応力は生じていなものとする。応力
が作用すると局部的に複屈折性が生じ、その複屈折の主
軸を第１図のＸ軸とする。ファイバの出射側に検光子を
配置し、その検光子の偏光面をＡで示す。面Ａ及びＰは
面Ｘに対してそれぞれ角度α及びβをなす。

応力が作用しない場合、検光子によって検出される電流
強度はマリュス則により以下の式で与えられる。

Ｉ　＝ｌｏ　ｃｏｓ２（β−α） ここで、Ｉｎはβ＝αの場合の最大強度である。

応力がＸ軸に沿って作用すると、発生する複屈折により
面Ｘと面Ｙとの間で符号の差が生じ、この結果歪が生ず
るファイバの長さしに亘って位相偏移ψが発生する。こ
の位相偏移ψは以下の式で与えられる。

ψ＝（ｎｘ　　　ｎｙ）２πＬ／λ ここでｎｘ及びｎ、はＸ方向及びＹ方向の屈折率であり
、λは波長である。

光ファイバに入射する光の時間に対する正規化された振
幅はｃｏｓ　ｃｔ）ｔに等しく、そのＸ軸及びＹ軸に対
する成分は以下の式で与えられる。

Ｘ　＝ｃｏｓ　ｌ３ｃｏｓωｔ Ｙ＝ｓｉｎ　　αｃｏｓ　ωを 位相偏移ψが、Ｘ方向に対するＹ方向にけおる押圧作用
によっ生ずる場合、 Ｙ＝ｓｉｎβ・Ｃ０３（ωｔ−ψ） 検光子を通過した光の振幅Ａは以下の式で与えられる。

Ａ＝Ｘｃｏｓ　α＋Ｙｓｉｎ　ａ Ａ＝ｃｏｓβ・ＣＯ３αψｃｏｓωｔ＋ｓｉｎαｓｉｎ
βｃｏｓ（ωｔ−ψ）検出される電流強度■は、ＩＣ−
Ａ”である。三角関数処理を行なうと、上式は以下の式
で表わすことができる。

Ｉｃｃｃｏｓ”（α−β）−ｓｉｎ　２αｓｉｎ　２β
−５ｉｎ２（ψ／２）項ｃｏｓ２（α−β）は歪みがな
い場合の強度を表わし、項５ｉｎ２α・５ｉｎ２β・５
ｉｎ２（ψ／２）は歪による電流強度変化を表わす。こ
の強度変化は２個の項から成り、一方の項’ｆ　＝ｓｉ
ｎ２（α／２）は押圧力により生じ、他方の項は応力に
対する検光子及び偏光子の向きに依存する幾何学的な係
数である。

項５ｉｎ２α及び５ｉｎ２βは対称性を有している。

従って、５ｉｎ２α＝１とする。

角度α及びβがそれぞれ４５″又は１３５°となるよう
に検光子及び偏光子を配置して最大の感度を得ることが
できる。しかしながら、自然の寄生歪みによって偏光状
態が変化するおそれがあり、この偏光状態の変化は応力
が作用する位置において未知である。

応力が作用する位置の入射側において偏光面の寄生回転
があると、この寄生回転によって５ｉｎ２βがほぼ零に
なり、極めて強い“フェージング（ｆａｄｉｎｇ）”が
生ずるおそれがある。このフェージングの発生を防止す
るため、本発明による検出装置は、互いに角度β０をな
す偏光面を有する２個の非相関光信号を投射する手段を
設ける。

従って、所定の複屈折性に対して２個の信号が発生する
。一方の信号は積算係数５ｉｎ２βで変調された信号で
あり、他方の信号は係数５ｉｎ２（β＋β。）で変調さ
れた信号である。例えば、β。＝４５°、β＝０の場合
、５ｉｎ２β＝０となり、ｓｉｎ　２（β＋４５°）＝
１となる。従って、これらの信号のうち一方の信号が所
定の閾値を超えた場合警報を発生させれば十分である。

一方、２個の信号を閾値と比較する前に加算する予定の
場合絶対値を用いることが望ましく、この場合積算係数
は ！ｆ−ｓｉｎ２βｌ＋ｆ−ｓｉｎ（β＋β。）１となる
。

この絶対値の加算は既知のアナログ又はデジタル手段に
より実行することができる。

第６図において、横軸はβ。を示し、縦軸は絶対値の和
を示しＹ軸の値に相当する。上側の曲線及び下側の曲線
は、βが、β０を固定した場合に０°から３６０°まで
の間でランダムに変化する場合において、和の値が到達
し得る最大値及び最小値の位置をそれぞれ表わす。β。

＝０又は９０°の場合、最小値（下側の曲線）は０とな
るが、これは禁止される。βｏ−４５°の場合、最小値
は最適になる。βｏ＝３０°とβ。＝６０°の間は最適
値かられずかに小さくなっているにすきない。従って、
β。は、３０°と６０°との間に選択する。

項ｓｉｎ　２α及び５ｉｎ２βが対称性を有する場合、
出射側の検光子に対して同一の結果が得られ、はぼ４５
°の相対角を有する検光子の位置が重要になる。

互いに４５°の方位度をなす２個の非相関性偏光ビーム
を利用する別の方法について詳細に説明する。

上述した説明において、入射偏光は直線偏光で。

あり、力が作用する点まで直線偏光性が維持されるもの
と仮定した。しかしながら、通常の単一モード光ファイ
バは偏光度をそのまま維持しにくく、応力が作用する点
においては円偏光になる可能性がある。

従って、円偏光の回転は検出できないため、偏光面を回
転させる応力の作用が検出できなくなってしまう。

この課題は、互いにπ／４の角度をなす２個の非相関性
偏光ビームを正確に投射することにより解決することが
できる。

媒体（本例の場合光ファイバ）を通過した後直線偏光を
円偏光に変換するため、光ファイバは以下の要件を満た
す必要がある。

・　π／２の位相偏移を発生させるλ／４板として作用
すること。

・　入射する直線偏光に対して光学軸が４５度の角度を
有すること。

これとは対照的に、２本の光学軸のうちの一方の光学軸
に平行に振動する直線偏光は、楕円偏光にならないで媒
体を通過する。

従って、経時変化によって光ファイバが複屈折性になっ
たり、或は寄生効果によって応力の作用点の入射側にお
いて光学軸の方位が未知の寄生λ／４板に必適するよう
な現象がおこる場合には、ファイバは角度４５°で入射
する直線偏光を円偏光に変換するが、他方においてその
軸と平行な偏光面を有する光を変換することはない。

従って、直線偏光した単一の光が入射する場合、入射光
が作用点で円偏光になるおそれがあり、しかも上述した
ように、たとえ入射光の偏光面が回転しても応力の作用
をほとんど検出することができな（なってしまう。

これに対して、互いに４５°の角度をなす２本の非相関
性偏光ビーム（互いに干渉しない２本の光ビーム）を投
射する場合、一方の偏光ビームは直線偏光のままに維持
されるか又は平坦な楕円偏光であるから、他方の偏光ビ
ームが円偏光になっても容易に検出することができる。

この結果、フェージングを低減することができる。

互いに４５°の角度をなす２本の非相関性偏光ビームを
投射することにより、作用点の入射側において偏光面が
回転してしまう課題並びに応力の作用による偏光面の回
転により偏光状態が円偏光に変化してしまう課題の両方
を解決することができる。

投射する２本の光ビームは非相関性が必要である。これ
は極めて重要である。この理由は、２本のビームが相互
に相関性を有していると、中間の方位の単一光を投射す
る場合と等価であり、干渉作用によって方位がほとんど
なくなってしまう。

入射側において偏光方向は多重化され、出射側において
検光子の向きも多重化している。よって、偏光子間及び
検光子間において０°又は９０°の相対角をなさないよ
うにする。

本発明による検出装置の第１実施例を第２図に示す。本
検出装置は２個のレーザ７０．７１を有し、これらレー
ザは互いに異なる波長光例えば０．８μｍと０．８５μ
ｍ又は１．２５μｍの波長光をそれぞれ放射する。レー
ザ７０から放射した光は、光ビームに対して直交する面
内に第１の方位で配置した偏光子９０を通過する。レー
ザ７１から放射した光は、第１の方位に対して４５°の
角度をなすように配置した別の偏光子９１を通過する。

２個の偏光した光をカップラ２で結合し光ファイバ１に
入射させる。この光ファイバは好ましくは以下の特性を
有するファイバとする。コアの直径が５μｍ程度であり
、０．１５程度の開口数を有するもの。この光ファイバ
には、自然発生的な歪み（例えば温度に起因する歪）を
誘起させず且つ外部からの圧力が再現できるように伝達
する最良のコーティング層を形成する。

入射ビームを波長に応じて２本のサブビームに分離する
分離素子４をファイバ１の出射側に配置する。この分離
素子は、プリズム又は回折格子又は波長選択性ミラーの
ような既知のもので構成する。

異なる波長の２本のビームの各々は、スプリッタ８０．
８１にそれぞれ入射する。これらスプリッタにより入射
ビームを２本のビームに分割する。これらスプリッタは
例えば一部を透過し残りの光を反射するハーフミラ−と
する。このようなシステムは、デジタル光ディスクの読
取装置に用いられており、サーボ制御するためのレーザ
ビームの一部を分離するのに用いることができる。第１
波長ビームから形成された２本のビームのうちの一方の
ビームは検光子３０Ａに入射し、他方のビームは検光子
３１Ａに入射する。これら２個の検光子の方位は互いに
４５°相違する。

第２波長の２本のビームも同様に方位角が互いに４５６
の角度をなす２個の検光子３０Ｂ　、　３１Ｂに入射す
る。検光子３０Ａ、　３１Ａ、　３０Ｂ、　３１Ｂを通
過した光ビームは振幅検出器４０Ａ、　４１Ａ、　４０
Ｂ、　４１Ｂにそれぞれ入射し、最終的に４個の検出器
からの出力信号を適当な形式の回路（図示せず）で加算
（絶対値として）する。

以後の図面に示す実施例において、第１図に示す素子と
同一の機能を果たす素子には同一・符号を付して説明す
る。

図面上太いラインは光路を示し、細いラインは電気的ラ
インを示す。

第３図の検出装置は２個の同一のレーザ２０．２１を具
える。これらレーザ２０．２１から同一の波長光を放射
する。これらレーザから放射されるビームは、変調器１
０．１１によりそれぞれ振幅変調する。

これら変調器は、例えば正弦波状の変調信号を発生する
。この変調周波数は、応力の作用すなわちファイバに作
用する検出、すべき歪みによって発生する振幅変化の周
波数よりも高くする必要がある。

作用する応力の典型的な周波数帯域は０．１〜１ＯＨｚ
程度である。従って変調周波数は少なくとも数ｌ０Ｈｚ
に等しくする必要がある。

レーザ２０．２１から放射した２本の光ビームは前述し
たようにカップラ２で結合され、ファイバ１に入射する
。ファイバ１の出射部において、スプリッタ８０（ハー
フミラ−）により２本のビームに分割し、これら２本の
ビームを検光子３０．３１にそれぞれ入射させる。これ
ら検光子は、方位角が互いに４５°をなすように配置す
る。各検光子の後段に振幅検出器４０．４１をそれぞれ
配置し、これら検出器からの電気信号を電気的帯域フィ
ルタ５０Ａ、５１．Ａ。

５０Ｂ、　５１Ｂに入力する。フィルタ５０Ａ、　５０
Ｂは例えば変調器１０の変調周波数に等しい中心周波数
を有し、フィルタ５１Ａ、　５１Ｂは変調器１１の変調
周波数に等しい中心周波数を有している。これらフィル
タの中心周波数及び通過帯域は適切に選択され、レーザ
２０及び２１からの情報が確実に分離できるように設定
する。特に、一方の周波数が他方の周波数よりも高調波
となるのを回避する必要がある。

最終的に、フィルタからの電気信号を、前述したように
加算する。

第４図の検出装置は第３図の検出装置に類似している。

素子２０．２１．２．１．８０．３０．３１．４０．４
１は第３図の素子と同一である。変調器及びフィルタだ
けが相異する。本例では、復調器を矩形波発生器とし、
この矩形波発生器によりレーザ２１を制御する。論理イ
ンバータ６１を介して反転変調信号をレーザ２１まで伝
達させる。

ゲート５．６．７．８を振幅検出器４０．４１の出力側
に配置する。ゲート６及び７は発生器６０から供給され
る変調信号によってオーブン又はクローズされ、レーザ
２１の変調周波数に対応する信号を通過させる。矩形波
信号の周波数も同様に、応力作用周波数よりも高くなる
ように選択する。

前述したように、ゲート５〜８からの信号を加算する。

最後に、第５図の検出装置は１個のレーザ２０だけを具
える。このレーザ２０から光ファイバ１に光ビームを入
射させる。この光ファイバの直径は極めて小さなものと
する。従って、光ビームを入射させる際機械的精度を維
持する必要がある。本例ではレーザ光源が１個節約され
、高価なカップラも節約できる。

レーザ光は偏光子９０を通過し、次に光電セル３に入射
する。この光電セルは、制御電圧に応じて偏光面を回転
させる作用を果たす。この光電セルは、入射光に対して
作用する既知の型式のもの、例えばファラディセルとす
ることができる。また、この光電セルは液晶セルとする
ことも好ましい。

この液晶セルは偏光面を特に容易に制御でき、消費電力
もわずかである。液晶セルを用いる場合、例えばガラス
から成る透明で平行な壁部を有する容器内に液晶を封入
する。壁部を研摩することによって形成した微細溝又は
壁部に堆積させて平坦な配向層を用いることにより、液
晶分子を適切な配向方向に形成できることが知られてい
る。本例では、セルの２個の壁部に対してそれぞれ互い
に４５″′をなす配向方向に形成したものを用い、２個
の方向の一方又は他方の方向について分子配向させる。

セル３に印加する電圧は矩形波信号発生器６０から供給
する。他の構成については、第４図に示す検出装置と同
様のものとする。さらに、信号発生器６０からの信号に
よりゲート６及び７を制御し、インバータ６１によって
反転した信号によりゲート５及び８を制御する。

圧力に応じて発生した信号はｓｉｎ”ψ／２に比例する
。この信号は微小な圧力に対しては微弱であり、はぼψ
２／４に等しい。感度を増大させるため、いわゆるλ／
４板を挿入することができ、このλ／４板によりπ／２
の位相差が生じて作用点がψ０に移動する（第７図参照
）。この作用点ψ０は、乱れがない場合ｓｉｎ”９７２
曲線のほぼ直線状に変化する部分に位置する。一方、寄
生的な位相偏移ψ。

による乱れがある場合、この作用点ψ′は、ψ′＝ψ。

十ψ２となる。ここで、ψ、が　π／２に等しい場合、
ψ′は依然として感度０の点に位置してしまう。従って
、λ／４板を挿入すべきではない。これらの考えを考慮
すると、ビームが検出装置に入射する前にビームを分割
すると共に、分割したビームの光路中にλ／４板を挿入
することが有利である。そして、λ／４板の後段にλ／
４板の方位に対して４５°の角度をなす方位を有する検
光子を配置する（この構成は、円偏光検光子と称される
でいる）。そして、検光子の後段に前述した検出系と同
様な構成の検出系を配置することにより、入射した２個
の光を識別することができる。（尚、図面を簡単化する
ため、この検出系全体の構成は図示しないものとする）
。そして、前述した２個の検出装置を出射側に保持し、
これら全ての素子を、４５°の相対方位角で配置した２
個の検出器と協働させる。

勿論、上述した実施例とは異なる変形例を用いることも
できる。例えば、レーザは光ファイバに対して理想的な
光源であるが、他の光源を用いることもできる。光ファ
イバの出射端にミラーを配置すると共に検出系を光源側
に配置し、さらに入射光と出射光とを分離するハーフミ
ラ−を配置゛する構成とすることもできる。さらに、出
力信号を加算する代わりに、別個の変化検出器（すなわ
ち、応力検出器）を配置すると共に論理オア回路を配置
し、４個の検出器のミラーの１個の検出器が応力の作用
を検出したミラーオア回路から情報を発生させることも
できる。

検出系に関し、分離素子８０．８１を用いる代わりに、
出射側において機械的効果又は音響光学効果により光ビ
ームを互いに４５°の相対位相角を以て配置した２個の
検出系に向けて反射することができる。各検出系はｌ又
はそれ以上の検出器を具え、その後段に個別の検出経路
を設ける。偏向周波数は作用力に対してより高くする必
要がある。偏向周波数をより高く設定することにより、
情報を正確にサンプリングすることができる。作用する
応力に対応する通過帯域は、数Ｈｚ　（１０Ｈｚ以下）
とする。ある電圧を印加したとき一方の偏光を通過させ
、別の電圧が印加されたとき偏光方向を４５°回転させ
る高速スイッチング液晶光電セルを用いることもできる
。検光子を通過した光はｌ又はそれ以上の光検出器に入
射し、これら光検出器の後段に、光電セルのスイッチン
グと同期した経路を有する電子変換回路を配置する。応
力信号は２個の経路の各々によってサンプルされる。液
晶セルは偏光面“回転子”の一部として作用し、入射し
た偏光は直線偏光に維持される。偏光状態（楕円偏光）
を変換する装置も好適である。勿論、検光子と協働する
電子変換回路を、選択的に付加をすることもでき、この
電子変換回路は入射側における光の変化に同期する。

本発明においては、地中に埋設した数１００ｍの長さの
ファイバ段を用いることができ、この場合大地に作用す
る数１００ニユートン又はそれ以下の応力を確実に検出
することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による検出装置で発生する偏光面のある
角度を規定するグラフ、 第２図〜第５図は本発明による検出装置の種々の実施例
の構成を示す線図、 第６図は２個の検光子から発生する信号の和を種々の方
位角の関数として示すグラフ、第７図は検出装置の前段
に配置したλ／４板の効果を示すグラフである。 ■・・・光ファイバ ２・・・カップラ ４・・・分割素子 ２０、２１．７０．７１・・・レーザ ３０、３１・・・検光子 ４．０．４１・・・検出器 ５０、５１・・・帯域フィルタ ９０、９１・・・偏光子 ＦｌＯ，６ Ｆ１６．７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、応力又は圧力を測定する単一モード光ファイバを有
   する検出装置であって、応力又は圧力が光ファイバの長
   手軸線とほぼ直交する方向に作用し、光ファイバに偏光
   した光を投射する手段と、光ファイバの出射側において
   光の偏光状態を感知する検出系により光ファイを伝播す
   る光を受光する手段と、３０゜と６０゜の間の方位角に
   おいて偏光方向の相異に基いて光ファイバを伝播する光
   を分析する手段とを設けた単一モード光ファイバ検出装
   置において、それぞれ偏光状態が相異する数個の非相関
   性光信号を光ファイバの入射部に投射する手段を設ける
   と共に、光ファイバの出射側に、光ファイバに入射した
   光信号を前記検出系において識別する手段を設けたこと
   を特徴とする単一モード光ファイバ検出装置。 ２、光ファイバの入射部に直線偏光した光を投射する手
   段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の単一モー
   ド光ファイバ検出装置。 ３、光ファイバの入射部に、一方の光信号の偏光面が他
   方の光信号の偏光面に対して３０゜から６０゜の間の方
   位角をなす２個の光信号を投射する手段を設けたことを
   特徴とする請求項２に記載の単一モード光ファイバ検出
   装置。 ４、互いに波長が異なる光信号を放射する２個の光源を
   含み、前記検出系において光信号を識別する手段が、光
   の波長に基いて識別することを特徴とする請求項１から
   ３までのいずれか１項に記載の単一モード光ファイバ検
   出装置。 ５、互いに異なる周波数で変調された光信号を放射する
   ２個の光源を含み、前記検出系において光信号を識別す
   る手段が、検出した変調周波数に基いて識別することを
   特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の
   単一モード光ファイバ検出装置。 ６、光信号を交互に発生する２個の光源を含み、前記検
   出系にの光信号を識別する手段が、検出器と光源との間
   の時間同期を用いて識別することを特徴とする請求項１
   から３までのいずれか１項に記載の単一モード光ファイ
   バ検出装置。 ７、光信号を放射する単一光源を含み、この単一光源の
   後段に、時間変調された光電装置を配置したことを特徴
   とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の単一
   モード光ファイバ検出装置。 ８、前記光電装置をファラディセルとしたことを特徴と
   する請求項７に記載の単一モード光ファイバ検出装置。 ９、前記光電装置を液晶セルとしたことを特徴とする請
   求項７に記載の単一モード光ファイバ検出装置。 １０、前記液晶容器の壁部に液晶分子用の方向性結合層
   を形成し、この結合層を、互いに４５゜の角度をなす２
   方向に沿って堆積したことを特徴とする請求項９に記載
   の単一モード光ファイバ検出装置。 １１、前記検出系において光信号を識別する手段が、前
   記光電装置と検出器との間の時間同期を用いて識別する
   ことを特徴とする請求項７から１０までのいずれか１項
   に記載の単一モード光ファイバ検出装置。 １２、前記検出系に入射する光ビームを分割する手段を
   設け、分割されたビームの光路中に円偏光分析素子を配
   置し、この素子の後段に別の検出系を配置したことを特
   徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の
   単一モード光ファイバ検出装置。 １３、請求項１から１２までのいずれか１項に記載の単
   一モード光ファイバ検出装置を設けた作用力検出装置。