JPH0342780B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0342780B2 JPH0342780B2 JP59110402A JP11040284A JPH0342780B2 JP H0342780 B2 JPH0342780 B2 JP H0342780B2 JP 59110402 A JP59110402 A JP 59110402A JP 11040284 A JP11040284 A JP 11040284A JP H0342780 B2 JPH0342780 B2 JP H0342780B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- linearly polarized
- polarization
- optical
- measurement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B2290/00—Aspects of interferometers not specifically covered by any group under G01B9/02
- G01B2290/70—Using polarization in the interferometer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の背景と目的］
本発明は偏波面保存光フアイバを用いた光干渉
計に係り、特に簡単な構成とすることができ、し
かも、高安定、高精度の測定を可能とするのに好
適な偏波面保存光フアイバを用いた光干渉計に関
するものである。
計に係り、特に簡単な構成とすることができ、し
かも、高安定、高精度の測定を可能とするのに好
適な偏波面保存光フアイバを用いた光干渉計に関
するものである。
第１図は従来の偏波面保存光フアイバを用いた
光干渉計の系統図である。光源部１からの直線偏
光を光分岐器２分し、それぞれ1/2波長板３ａ，
３ｂで偏光方向を調節して測定用偏波面保存光フ
アイバ４および参照用偏波面保存光フアイバ５の
一方の光軸に直線偏光を入射する。測定用偏波面
保存光フアイバ４から出射する偏光は、これに加
わる温度、振動等の外力Ｓにより、参照用偏波面
保存光フアイバ５から出射する偏光に対して位相
差△φを生ずる。測定用および参照用偏波面保存
光フアイバ４，５から出射した直線偏光は、ビー
ムスプリツタ６によつて合成されて干渉光とな
り、この干渉光は受光器７ｃで光−電変換され、
増幅器８で増幅され、ハイパスフイルタ９を介し
て表示器１０に与えられ表示される。
光干渉計の系統図である。光源部１からの直線偏
光を光分岐器２分し、それぞれ1/2波長板３ａ，
３ｂで偏光方向を調節して測定用偏波面保存光フ
アイバ４および参照用偏波面保存光フアイバ５の
一方の光軸に直線偏光を入射する。測定用偏波面
保存光フアイバ４から出射する偏光は、これに加
わる温度、振動等の外力Ｓにより、参照用偏波面
保存光フアイバ５から出射する偏光に対して位相
差△φを生ずる。測定用および参照用偏波面保存
光フアイバ４，５から出射した直線偏光は、ビー
ムスプリツタ６によつて合成されて干渉光とな
り、この干渉光は受光器７ｃで光−電変換され、
増幅器８で増幅され、ハイパスフイルタ９を介し
て表示器１０に与えられ表示される。
干渉光の強度I1は、
I1＝ａ＋bcos△φ …(1)
ここに、ａ，ｂ：常数
で表わされ、この干渉光の強度変化により△φ、
すなわち、測定用偏波面保存光フアイバ４に加つ
た外力Ｓの大きさを検出することができる。
すなわち、測定用偏波面保存光フアイバ４に加つ
た外力Ｓの大きさを検出することができる。
ここで、△φは測定用偏波面保存光フアイバ４
と参照用偏波面保存光フアイバ５とを伝搬した直
線偏光の位相差であり、例えば、音圧（角周波数
ωs）が測定用偏波保存光フアイバ４に加わつた
ときの位相差△φは、 △φ＝φT＋φSsinωSｔ …(2) ここに、φT：温度変化等によるダイフト φS：音圧に比例した位相変化 となる。この場合は、(1)式より出力I1の交流成分
は、 I1cos（φT＋φSsinωSｔ）＝sin
φT・J1（φS）sinωSｔ…(3) ここにJ1：第１次のベツセル関数 で表わされ、(3)式より明らかなように、外乱（温
度変化等によるドリフト）が出力I1に直接影響を
与えるため、このままでは正しい計測が困難とな
る。
と参照用偏波面保存光フアイバ５とを伝搬した直
線偏光の位相差であり、例えば、音圧（角周波数
ωs）が測定用偏波保存光フアイバ４に加わつた
ときの位相差△φは、 △φ＝φT＋φSsinωSｔ …(2) ここに、φT：温度変化等によるダイフト φS：音圧に比例した位相変化 となる。この場合は、(1)式より出力I1の交流成分
は、 I1cos（φT＋φSsinωSｔ）＝sin
φT・J1（φS）sinωSｔ…(3) ここにJ1：第１次のベツセル関数 で表わされ、(3)式より明らかなように、外乱（温
度変化等によるドリフト）が出力I1に直接影響を
与えるため、このままでは正しい計測が困難とな
る。
この対策として、従来は、例えば、参照用偏波
面保存光フアイバ５を巻き付けた圧電素子にcos
△φに比例した電圧を印加して(3)式のsinφTを１
に保つようにフイードバツクを制御する位相補償
法や、あるいは音響光学素子を用いた光ヘテロダ
イン法が用いられていた。しかしながら、これら
の方法は、測定系の構成が複雑となり、大型、高
価なものになるなどの欠点を有している。
面保存光フアイバ５を巻き付けた圧電素子にcos
△φに比例した電圧を印加して(3)式のsinφTを１
に保つようにフイードバツクを制御する位相補償
法や、あるいは音響光学素子を用いた光ヘテロダ
イン法が用いられていた。しかしながら、これら
の方法は、測定系の構成が複雑となり、大型、高
価なものになるなどの欠点を有している。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、構成が簡単で、しかも、高安
定、高精度の測定を可能とすることができる偏波
面保存光フアイバを用いた光干渉計を提供するこ
とにある。
的とするところは、構成が簡単で、しかも、高安
定、高精度の測定を可能とすることができる偏波
面保存光フアイバを用いた光干渉計を提供するこ
とにある。
［発明の概要］
本発明の特徴は、光源部からの直線偏光を２分
する光分岐器と、この光分岐器からの２つの直線
偏光をそれぞれ２つの光軸のうちのいずれか一方
に入射する測定用および参照用偏波面保存光フア
イバと、これらの測定用および参照用偏波面保存
光フアイバから出射した直線偏光をそれぞれの偏
光の方位が互いに直交するように調節して入射す
るビームスプリツタと、このビームスプリツタか
ら出射した互いに直交した２つの直線偏光からな
る２方向の光のうち一方の光を処理する1/4波長
板、光の２つの直交成分に対して45゜の方位を有
する検光子および受光器、上記２方向の光のうち
他方の光を処理する光の２つの直交成分に対して
45゜の方位を有する検光子および受光器と、上記
２つの受光器の出力の増幅後の交流成分IA、IBを
入力して√2＋2の演算を行う演算器と、こ
の演算器の出力を表示する表示器とよりなる構成
とした点にある。
する光分岐器と、この光分岐器からの２つの直線
偏光をそれぞれ２つの光軸のうちのいずれか一方
に入射する測定用および参照用偏波面保存光フア
イバと、これらの測定用および参照用偏波面保存
光フアイバから出射した直線偏光をそれぞれの偏
光の方位が互いに直交するように調節して入射す
るビームスプリツタと、このビームスプリツタか
ら出射した互いに直交した２つの直線偏光からな
る２方向の光のうち一方の光を処理する1/4波長
板、光の２つの直交成分に対して45゜の方位を有
する検光子および受光器、上記２方向の光のうち
他方の光を処理する光の２つの直交成分に対して
45゜の方位を有する検光子および受光器と、上記
２つの受光器の出力の増幅後の交流成分IA、IBを
入力して√2＋2の演算を行う演算器と、こ
の演算器の出力を表示する表示器とよりなる構成
とした点にある。
［発明の実施例］
以下本発明を第２図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
第２図は本発明の偏波面保存光フアイバを用い
た光干渉計の一実施例を示す系統図である。第２
図において、光源部１からの直線偏光は、光分岐
器２によつて２分され、それぞれ1/2波長板３ａ，
３ｂを経て測定用偏波面保存光フアイバ４および
参照用偏波面保存光フアイバ５の２つの光軸のう
ちの一方の光軸に入射される。測定用および参照
用偏波面保存光フアイバ４，５を伝搬した直線偏
光は、それぞれの偏光の方位が互いに直交するよ
うに調節されてビーム・スプリツタ６に入射され
る。ビームスプリツタ６から出射される一方の互
いに直交した２つの直線偏光は、1/4波長板１１
に入射され、1/4波長板１１を出射するとき、こ
の２つの直線偏光のうち一方は他方に対して90゜
の位相シフトを生じる。1/4波長板１１を出射し
た２つの直線偏光は、それぞれの偏光方位に対し
て45゜傾いた方向の成分を取り出すように調整さ
れた検光子１２ａに入射される。検光子１２ａを
出射した干渉光、受光器７ａに入射される。
た光干渉計の一実施例を示す系統図である。第２
図において、光源部１からの直線偏光は、光分岐
器２によつて２分され、それぞれ1/2波長板３ａ，
３ｂを経て測定用偏波面保存光フアイバ４および
参照用偏波面保存光フアイバ５の２つの光軸のう
ちの一方の光軸に入射される。測定用および参照
用偏波面保存光フアイバ４，５を伝搬した直線偏
光は、それぞれの偏光の方位が互いに直交するよ
うに調節されてビーム・スプリツタ６に入射され
る。ビームスプリツタ６から出射される一方の互
いに直交した２つの直線偏光は、1/4波長板１１
に入射され、1/4波長板１１を出射するとき、こ
の２つの直線偏光のうち一方は他方に対して90゜
の位相シフトを生じる。1/4波長板１１を出射し
た２つの直線偏光は、それぞれの偏光方位に対し
て45゜傾いた方向の成分を取り出すように調整さ
れた検光子１２ａに入射される。検光子１２ａを
出射した干渉光、受光器７ａに入射される。
一方、ビームスプリツタ６を出射した他方の互
いに直交する２つの直線偏光は、同じくそれぞれ
の偏光方位に対して45゜傾いた方向の成分を取り
出すように調整された検光子１２ｂを通過して受
光器７ｂに入射される。受光器７ａの出力は、ａ
＋bsin△φに比例し、受光器７ｂの出力は、ａ＋
bcos△φに比例し、これらはそれぞれ増幅器８
ａ，８ｂで増幅された後、ハイパスフイルタ９
ａ，９ｂにより交流成分だけ取り出される。それ
ぞれの出力IA，IBは、前記(2)及び(3)式を用いて、 IA＝aOsin（φT＋φSsinωSｔ）＝a
OcosφT・J1（φS）sinωSｔ…(4) IB＝aOcos（φT＋φSsinωSｔ）＝a
OsinφT・J1（φS）sinωSｔ…(5) ここに、ao：定数 で表わされ、これらは演算器１３に入力され、演
算器１３で、 Ic＝√2＋2 …(6) の演算が行われる。このとき、出力ICは、 IC＝aO√｛T・1（S）
｝2＋｛T・1（S）・S｝2 ＝aO・J1（φS）・sinωSｔ…(7) のようになり、ドリフト成分（φT）を含まない
から、正しい信号出力が得られ、これは表示器１
０に表示される。
いに直交する２つの直線偏光は、同じくそれぞれ
の偏光方位に対して45゜傾いた方向の成分を取り
出すように調整された検光子１２ｂを通過して受
光器７ｂに入射される。受光器７ａの出力は、ａ
＋bsin△φに比例し、受光器７ｂの出力は、ａ＋
bcos△φに比例し、これらはそれぞれ増幅器８
ａ，８ｂで増幅された後、ハイパスフイルタ９
ａ，９ｂにより交流成分だけ取り出される。それ
ぞれの出力IA，IBは、前記(2)及び(3)式を用いて、 IA＝aOsin（φT＋φSsinωSｔ）＝a
OcosφT・J1（φS）sinωSｔ…(4) IB＝aOcos（φT＋φSsinωSｔ）＝a
OsinφT・J1（φS）sinωSｔ…(5) ここに、ao：定数 で表わされ、これらは演算器１３に入力され、演
算器１３で、 Ic＝√2＋2 …(6) の演算が行われる。このとき、出力ICは、 IC＝aO√｛T・1（S）
｝2＋｛T・1（S）・S｝2 ＝aO・J1（φS）・sinωSｔ…(7) のようになり、ドリフト成分（φT）を含まない
から、正しい信号出力が得られ、これは表示器１
０に表示される。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、構成が
簡単で、しかも、高安定、高精度の測定が可能と
なるという効果がある。
簡単で、しかも、高安定、高精度の測定が可能と
なるという効果がある。
第１図は従来の偏波面保存光フアイバを用いた
光干渉計の系統図、第２図は本発明の偏波面保存
光フアイバを用いた光干渉計の一実施例を示す系
統図である。 １：光源部、２：光分岐器、３ａ，３ｂ：1/2
波長板、４：測定用偏波面保存光フアイバ、５：
参照用偏波面保存光フアイバ、６：ビームスプリ
ツタ、７ａ，７ｂ：受光器、８ａ，８ｂ：増幅
器、９ａ，９ｂ：ハイパスフイルタ、１０：表示
器、１１：1/4波長板、１２ａ，１２ｂ：検光子。
光干渉計の系統図、第２図は本発明の偏波面保存
光フアイバを用いた光干渉計の一実施例を示す系
統図である。 １：光源部、２：光分岐器、３ａ，３ｂ：1/2
波長板、４：測定用偏波面保存光フアイバ、５：
参照用偏波面保存光フアイバ、６：ビームスプリ
ツタ、７ａ，７ｂ：受光器、８ａ，８ｂ：増幅
器、９ａ，９ｂ：ハイパスフイルタ、１０：表示
器、１１：1/4波長板、１２ａ，１２ｂ：検光子。
Claims (1)
- １ 光源部からの直線偏光を２分する光分岐器
と、該光分岐器からの２つの直線偏光をそれぞれ
２つの光軸のうちのいずれか一方に入射する測定
用および参照用偏波面保存光フアイバと、該測定
用および参照用偏波面保存光フアイバから出射し
た直線偏光をそれぞれの偏光の方位が互いに直交
するように調節して入射するビームスプリツタ
と、該ビームスプリツタから出射した互いに直交
した２つの直線偏光からなる２方向の光のうち一
方の光を処理する1/4波長板、光の２つの直交成
分に対して45゜の方位を有する検光子および受光
器と、前記２方向の光のうち他方の光を処理する
光の２つの直交成分に対して45゜の方位を有する
検光子および受光器と、前記２つの受光器の出力
の増幅後の交流成分IA、IBを入力して√2＋2
の演算を行う算器と、該演算器の出力を表示する
表示器とよりなることを特徴とする偏波面保存光
フアイバを用いた光干渉計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110402A JPS60253804A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 偏波面保存光フアイバを用いた光干渉計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110402A JPS60253804A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 偏波面保存光フアイバを用いた光干渉計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60253804A JPS60253804A (ja) | 1985-12-14 |
| JPH0342780B2 true JPH0342780B2 (ja) | 1991-06-28 |
Family
ID=14534888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110402A Granted JPS60253804A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | 偏波面保存光フアイバを用いた光干渉計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60253804A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL93767A0 (en) * | 1989-04-20 | 1990-12-23 | Hughes Aircraft Co | Stable passive readout for interferometric sensor |
| JP6464798B2 (ja) * | 2015-02-18 | 2019-02-06 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバセンサシステム |
| JP6750338B2 (ja) * | 2016-06-21 | 2020-09-02 | 住友電気工業株式会社 | 光ファイバセンサシステム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940218A (ja) * | 1982-08-31 | 1984-03-05 | Hitachi Cable Ltd | 偏波面保存光フアイバを用いた振動測定方法 |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59110402A patent/JPS60253804A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60253804A (ja) | 1985-12-14 |
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