JPH0422203B2 - - Google Patents

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JPH0422203B2
JPH0422203B2 JP59104906A JP10490684A JPH0422203B2 JP H0422203 B2 JPH0422203 B2 JP H0422203B2 JP 59104906 A JP59104906 A JP 59104906A JP 10490684 A JP10490684 A JP 10490684A JP H0422203 B2 JPH0422203 B2 JP H0422203B2
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JP
Japan
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optical
fiber
path length
detector
sensing device
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JP59104906A
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English (en)
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JPS59226821A (ja
Inventor
Fuiritsupu Dakin Jon
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BAE Systems Electronics Ltd
Original Assignee
Marconi Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0422203B2 publication Critical patent/JPH0422203B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/344—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using polarisation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optical Transform (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば水中聴音器の光学的音響検
知器として又は遠隔の温度又は磁界検知器として
使用されるような光フアイバ検知装置に関する。
光フアイバ検知装置は単一様式の偏光維持フア
イバを有することが知られており、その一端には
半導体レーザのような適度に干渉波を持つ光源か
ら出る偏光（光フアイバの直交する偏光軸に対し
て光学的に45°偏光している）が当てられる。偏
光した光入力の直角に回転した二つの成分間の位
相速度における相対的な位相の遅れ又は差異のあ
る変化に起因する入力に対する出力での偏光の変
化を決定するために、光フアイバからの光出力が
分析される。この偏光の変化は音波の侵入又は変
化する温度へのフアイバの屈服によるような光フ
アイバの長さの変化を指示するものを提供するの
に利用することができる。磁界を検出することも
又磁気ひずみ被覆をフアイバにほどこすことによ
り達成される。
このように既知の光学的検知装置の一つの大き
な欠点は、偏光維持光フアイバでの直交する二つ
の偏光間の大きな位相速度の相違から来る。直交
する二つの偏光した信号間のフアイバに沿つた結
果的な有効経路長の差違又は位相遅れはノイズ信
号による問題を発生する。そのノイズ信号は前述
の適度に干渉波を持つ光源（例えば半導体レー
ガ）で作られ、且つ直交する二つの偏光した信号
間の経路長の相違又は相対的な位相遅れに大体比
例して増大する。
その光学的検知装置の上述の欠点は、通過して
くる直交する二つの偏光した信号間の経路長の差
違を与えるため、及び前記偏光維持光フアイバに
光学的に組合わされて、そのフアイバに関して方
向づけられ、偏光維持フアイバと経路長補償装置
との経路長の差違が互に反対で、できれば全く等
しく互に打ち消すような補償装置をこのような光
学的検知装置に取り入れることにより本発明によ
つて少なくとも軽減される。
本発明を実施する一つの方法によると補償装置
は第２の偏光維持光フアイバを有するもので、そ
れは直交する二つの偏光した信号間の経路長の差
違が検知フアイバと同じになるようにし、そして
一端（例えば出力端）が検知フアイバの一端（例
えば入力端）に突合せ接合又は溶融接合されて、
二つの光フアイバは同軸に配列されるが、それぞ
れのフアイバの直交する二つの偏光軸は互に90°
転位している。このような光学的検知装置は音波
や温度変化、或いはフアイバが磁気構造被覆され
ていれば磁界を見出すのに適している。しかしそ
のようなパラメータに感じないことを避けるには
検知フアイバは補償フアイバから隔離すべきであ
ることは明らかである。音波を検出するためには
この二つの光フアイバは適当な容器に保蔵して配
列する。そうしないと検出すべき及び／又は測定
されるべき音響上の影響に対し機械的組合せに大
きな差違がある。検知と補償の光フアイバを有す
る光学的検知装置を構成する時に一つのフアイバ
を半分に切り次にその二つの半分を再接合して必
要な釣合いのとれた補償を確定することが必要な
だけである。
本発明を実施する他の方法によると補償装置
は、好ましくはレーザ光源と検知フアイバの入力
端の間に配置された二重屈折結晶体を有してもよ
く、結晶体の直交する二つの偏光軸は検知フアイ
バの対応軸に関して90°回転している。補償装置
としての二重屈折結晶体の使用は、フアイバ検知
器による音響信号を検出する装置に実際に適して
いるだけである。
本発明は実施する更に他の手段では、補償装置
は二重屈折結晶体を有し、検知フアイバが二重屈
折結晶体と置き代つている。
第１図は単一様式の偏光維持光フアイバ１を示
し、それはフアイバに侵入する音波を検出し又は
温度或いは圧力変化を検出するのに使われる検知
器を構成している。更にこのフアイバは検知器が
磁場を検出すのに使えるように磁気ひずみ被覆で
被覆することができる。この既知の検知装置の操
作では、偏光維持フアイバ１の直交する二つの偏
光軸Ａ及びＢに対し45°偏光した光が光フアイバ
の一端に当てられる。
光フアイバ１の出力端で発生する光の偏光は、
偏光分析器３の手段により分析されて、ひずみの
変形又はその変化を指示する。その変形又は変化
は、例えば音波がフアイバに侵入してきたとき
に、フアイバが受けるものである。
この装置の主な欠点は、フアイバ１に対する偏
光した入力がフアイバの直交する二つの偏光軸に
沿つた成分に分解し、之等の分解した成分の位相
速度は相異るので、この成分は実際にはフアイバ
に沿う異つた経路の長さを有するという事実から
起こる。この経路長の差違は、光の入力を発生す
るのに使われるレーザの不完全な干渉波の結果と
して検出器で生ずるノイズを増加させ、このノイ
ズは偏光分析を不正確にする。
このノイズ問題を克服する観点で、本発明は直
交する二つの偏光した信号成分間の経路長の差違
を有効に打ち消すための補償装置を有する。
第２図において、補償装置は検知フアイバ１に
合致する特性の単一様式光フアイバ４を有する。
しかしながら補償フアイバ４は、その直交する二
つの偏光軸ＡとＢが検知フアイバ１の対応する軸
ＡとＢに関して90°転位しており、二つの光フア
イバ１と４は同軸で、その接する端部は５に示す
ように互に突合せ接合又は溶融接合されて配列さ
れている。
直ぐに察知される通り入力光の分解された直交
する二つの偏光成分の経路長はフアイバ１と４の
各々で相異るがそれぞれのフアイバの偏光軸が
90°転位しているために、分解した成分の全経路
長は等しくなり、従つてレーザによつて生じたノ
イズの増巾は避けられる。この装置は又２つのフ
アイバ１と４がそれぞれ置かれている二つの場所
の間の圧力傾斜を測定するのに使用できることを
こゝに言つて置こう。又この装置を使うときに検
知フアイバは補償フアイバから隔離して検知フア
イバの偏光変化を偏光分析器によつて検出すこと
だけが出来るようにすることも考えられる。
第３図において、この装置では補償が二重屈折
結晶体６によつて行われ、その結晶体６は図に示
すようにフアイバ１の一端に向つて一つの面が位
置している。第２図の補償フアイバ４の場合のよ
うに、結晶体６の直交する二つの偏光軸ＡとＢは
検知フアイバ１の対応する軸に関して90°転位し
ている。レーザと検知フアイバ１の間に結晶体６
を置くことの効果は、直交するように回転した光
の成分の全経路長を実際に等しくし、それによつ
てノイズ増巾の問題を避けることである。変更さ
れた検知装置では検知器フアイバが二重屈折結晶
体と置き代り、二つの突合せた結晶体の直交する
二つの偏光軸は互に90°回転している。
結晶体の補償装置は推移する機械的ひずみを測
定する装置に使用するのに適しているだけであ
る。というのは結晶体の特性はどうやつても検知
器フアイバの特性に合致しない周囲の温度と周囲
の圧力のゆつくりした変化が問題を起こすからで
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は既知の光フアイバ検知装置の説明図；
第２図は本発明に係わる光フアイバ検知装置の説
明図；第３図は本発明に係わる他の光フアイバ検
知装置の説明図である。 １……単一様式偏光維持光フアイバ、３……偏
光分析器、４……単一様式偏光維持光フアイバ、
５……接合面、６……二重屈折結晶体、Ａ及びＢ
……直角偏光軸。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 音波及び／又は温度或いは磁界の変化を検出
    するのに適している光学的検知装置であつて、こ
    の装置の操作中に検出目的で伝送するために光検
    知器の入力端に当てられる偏光した光を作る装置
    を有し、それにより前記光検知器の出力端で前記
    偏光した光の直交する二つの成分の間に経路長の
    相違が生ずるようにした光学的検知装置におい
    て、経路長光学的補償装置が光学的に前記検知器
    に組み合されて前記検知器の入力端又は出力端に
    関して方向づけられており、前記補償装置を通し
    て伝送される直交する二つの偏光した成分の間の
    経路長の差違及び前記光検知器での対応する経路
    長の差違が互に反対になるようにし、それによつ
    て前記装置から得られ前記光検知器で起つた構造
    上の変化の指示をする偏光分析器装置に送られる
    出力信号のノイズ容量を減少させるようになつて
    いることを特徴とする光学的検知装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の光学的検知装置
    において、前記補償装置は偏光した光を作る装置
    と前記光検知器の入力端との間に挿入されている
    光学的検知装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項記載の光学
    的検知装置において、前記補償装置を通つて伝送
    される直交する二つの成分間の経路長の差違は前
    記光検知器での対応する経路差違を完全に打ち消
    す光学的検知装置。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記
    載の光学的検知装置において、前記光検知器は偏
    光維持光フアイバを有する光学的検知装置。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の光学的検知装置
    において、前記経路長補償装置はそこを通過する
    直交する二つの偏光した信号の間の経路長を前記
    光検知器と同じにする第２の偏光維持光フアイバ
    を有する光学的検知装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の光学的検知装置
    において、前記二つの偏光維持光フアイバは前記
    二つのフアイバがそれぞれの直交する偏光軸と同
    軸で互に90°転位するようにそれらの端部が突合
    せ結合又は溶融接続されている光学的検知装置。 ７ 特許請求の範囲第４項記載の光学的検知装置
    において、前記経路長差違補償装置は二重屈折結
    晶体を有し、その結晶体は前記光フアイバ検知器
    を一端に当接し、前記検知器フアイバの対応する
    軸に関してその直交する偏光軸を90°回転させて
    いる光学的検知装置。 ８ 特許請求の範囲第２項記載の光学的検知装置
    において、前記光検知器は二重屈折結晶体を有す
    る光学的検知装置。 ９ 特許請求の範囲第８項記載の光学的検知装置
    において、前記補償装置は二重屈折結晶体を有
    し、その結晶体は前記検知器結晶体に当接しそれ
    ぞれの前記結晶体の直交する二つの偏光軸は相互
    に90°回転している光学的検知装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の光学的検知装
    置において、前記光検知器フアイバは前記経路長
    差違補償フアイバから隔離されていて、前記補償
    フアイバが前記検知器フアイバによつて検出され
    る温度変化、磁界変化又は音波の侵入に感じない
    ようになつている光学的検知装置。
JP59104906A 1983-05-26 1984-05-25 光学的検知装置 Granted JPS59226821A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8314570 1983-05-26
GB8314570 1983-05-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59226821A JPS59226821A (ja) 1984-12-20
JPH0422203B2 true JPH0422203B2 (ja) 1992-04-16

Family

ID=10543402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59104906A Granted JPS59226821A (ja) 1983-05-26 1984-05-25 光学的検知装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4638153A (ja)
EP (1) EP0129972B1 (ja)
JP (1) JPS59226821A (ja)
AT (1) ATE30967T1 (ja)
AU (1) AU566933B2 (ja)
DE (1) DE3467628D1 (ja)
NZ (1) NZ208276A (ja)

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EP0129972A1 (en) 1985-01-02
AU2847484A (en) 1984-11-29
EP0129972B1 (en) 1987-11-19
DE3467628D1 (en) 1987-12-23
ATE30967T1 (de) 1987-12-15
JPS59226821A (ja) 1984-12-20
NZ208276A (en) 1987-11-27
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