JPH04357424A - 光学的情報の伝送装置 - Google Patents
光学的情報の伝送装置Info
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- JPH04357424A JPH04357424A JP3131390A JP13139091A JPH04357424A JP H04357424 A JPH04357424 A JP H04357424A JP 3131390 A JP3131390 A JP 3131390A JP 13139091 A JP13139091 A JP 13139091A JP H04357424 A JPH04357424 A JP H04357424A
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Links
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Landscapes
- Radiation Pyrometers (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
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱間静水圧加圧装置等
、高圧ガス雰囲気を利用する高圧容器内で光学系によっ
て光学的情報を伝送する光学的情報の伝送装置に関する
。
、高圧ガス雰囲気を利用する高圧容器内で光学系によっ
て光学的情報を伝送する光学的情報の伝送装置に関する
。
【0002】
【従来の技術】従来の熱間静水圧加圧装置 (以下HI
P装置と略す) には、図16に示すように高圧容器1
内の炉室2 に閉端管3 を設置し、閉端管3 の閉
端部からの放射光を光ファイバ4 によって高圧容器1
外へ導いて放射温度計5 へ入射させ温度を測定する
ものである。この場合、閉端管3 からの放射光を光フ
ァイバ4 へ取入れるには、図17の如く直接光ファイ
バ4 へ入射させる方法、あるいは図18の如くレンズ
7 によって光ファイバ4 へ集光させる方法などがあ
る。
P装置と略す) には、図16に示すように高圧容器1
内の炉室2 に閉端管3 を設置し、閉端管3 の閉
端部からの放射光を光ファイバ4 によって高圧容器1
外へ導いて放射温度計5 へ入射させ温度を測定する
ものである。この場合、閉端管3 からの放射光を光フ
ァイバ4 へ取入れるには、図17の如く直接光ファイ
バ4 へ入射させる方法、あるいは図18の如くレンズ
7 によって光ファイバ4 へ集光させる方法などがあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来では炉室2 内か
ら光学的情報を、レンズ7 、光ファイバ4 などで取
出しているが、HIP装置内で光学系が置かれる場所は
、 300℃、2000気圧程度で雰囲気を形成するガ
ス (アルゴンガス、窒素ガスなど)の密度は常温、常
圧の場合より著しく高密度となっており、その屈折率は
常温、常圧の値より増大したものとなっている。
ら光学的情報を、レンズ7 、光ファイバ4 などで取
出しているが、HIP装置内で光学系が置かれる場所は
、 300℃、2000気圧程度で雰囲気を形成するガ
ス (アルゴンガス、窒素ガスなど)の密度は常温、常
圧の場合より著しく高密度となっており、その屈折率は
常温、常圧の値より増大したものとなっている。
【0004】光学系の各光学要素の界面での光の反射の
程度はその界面の両側の屈折率に依存するが、上記のよ
うに雰囲気ガスの屈折率が変化すると、界面での反射状
態が変化し、光学系の透過率が変化することになる。そ
の結果、センサとしての特性に悪影響を及ぼす。本発明
は、上記問題点に鑑み、高圧ガス雰囲気の圧力変化によ
り生ずる媒質ガスの屈折率変動があっても、光学系の透
過率の変化を抑えて、安全な観察ができるようにしたも
のである。
程度はその界面の両側の屈折率に依存するが、上記のよ
うに雰囲気ガスの屈折率が変化すると、界面での反射状
態が変化し、光学系の透過率が変化することになる。そ
の結果、センサとしての特性に悪影響を及ぼす。本発明
は、上記問題点に鑑み、高圧ガス雰囲気の圧力変化によ
り生ずる媒質ガスの屈折率変動があっても、光学系の透
過率の変化を抑えて、安全な観察ができるようにしたも
のである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
る本発明の技術的手段は、高圧容器11内の媒質の屈折
率が変化する条件下に光学系28を設け、この光学系2
8により光学的情報を伝送するようにした光学的情報の
伝送装置において、前記光学系28の媒質と接する界面
29に、媒質の屈折率変化の略中央の屈折率で光学系2
8の透過率が最大となるように、コーティング30を施
した点にある。
る本発明の技術的手段は、高圧容器11内の媒質の屈折
率が変化する条件下に光学系28を設け、この光学系2
8により光学的情報を伝送するようにした光学的情報の
伝送装置において、前記光学系28の媒質と接する界面
29に、媒質の屈折率変化の略中央の屈折率で光学系2
8の透過率が最大となるように、コーティング30を施
した点にある。
【0006】
【作用】光学系の界面では一般に光の反射が起り、界面
の両側で屈折率をn1 , n2 とすれば、界面での
反射率R、および透過率Tは下記数1で表される。
の両側で屈折率をn1 , n2 とすれば、界面での
反射率R、および透過率Tは下記数1で表される。
【0007】
【数1】
【0008】図18のような光学系では、レンズで2面
、光ファイバの端面で1面、計3面の界面がある。さて
、HIP装置の運転条件では媒質の屈折率は1.2 程
度にもなると推定されるので、ガラスの屈折率を代表的
な値 1.52 とすると、 常圧(n1 =1.0 ) の透過率=0.9574高
圧(n1 =1.2 ) の透過率=0.9862高圧
では常圧の1.03倍の光が透過する。これは界面1面
あたりであるから、3面であれば1.093 倍となり
無視し得なくなる。界面数が多くなる光学系ではもっと
影響が大きい。実際のレンズは例えば図5のような形状
をしており、界面は6面あり、同様に考えると1.19
倍となり大きな変化を生じる。
、光ファイバの端面で1面、計3面の界面がある。さて
、HIP装置の運転条件では媒質の屈折率は1.2 程
度にもなると推定されるので、ガラスの屈折率を代表的
な値 1.52 とすると、 常圧(n1 =1.0 ) の透過率=0.9574高
圧(n1 =1.2 ) の透過率=0.9862高圧
では常圧の1.03倍の光が透過する。これは界面1面
あたりであるから、3面であれば1.093 倍となり
無視し得なくなる。界面数が多くなる光学系ではもっと
影響が大きい。実際のレンズは例えば図5のような形状
をしており、界面は6面あり、同様に考えると1.19
倍となり大きな変化を生じる。
【0009】さて、通常の減反射コーティングは図9の
ように屈折率Ns の基板45上に屈折率N1 、厚み
dの薄膜46を重ね屈折率N2 の物質47と接する構
造である。このとき、N1 ・dが界面を通過する光の
波長入の 1/4 の整数倍であれば、界面での反射率
は最小になり、下記数2であらわされる。
ように屈折率Ns の基板45上に屈折率N1 、厚み
dの薄膜46を重ね屈折率N2 の物質47と接する構
造である。このとき、N1 ・dが界面を通過する光の
波長入の 1/4 の整数倍であれば、界面での反射率
は最小になり、下記数2であらわされる。
【0010】
【数2】
【0011】
【数3】
【0012】
【数4】
【0013】上記数2から明らかなように、上記数3な
らば反射率は零となる。通常の光学系ではN2 =1で
あるから、上記数4となるように薄膜46は作成される
。HIP装置で考えるような環境下ではN2 >1であ
るから、上記数4では反射は零とはならない。ここで、
図1のようなレンズ21と光ファイバ24とが一体とな
った光学系28あるいは図3のような観察用の窓材によ
り構成した光学系28を考えた場合、高圧容器11内の
媒質と接する界面29は一面である。この界面29に何
ら処理を行わなかった場合の媒質屈折率が1から1.2
まで変化するときの光学系28の透過率の変化は図1
0に示すようになる。また界面29に通常の減反射コー
ティングを施した場合、および本発明の如く透過率最大
となるのが常圧と高圧との間にくる減反射コーティング
を施した場合は図11に示すようになる。これら図10
及び図11から明らかなように減反射コーティングの効
果は大きく、かつ本発明でいうところの減反射コーティ
ング30の効果は、通常の減反射コーティングに比較し
、透過率が高くかつその変化も少ない。
らば反射率は零となる。通常の光学系ではN2 =1で
あるから、上記数4となるように薄膜46は作成される
。HIP装置で考えるような環境下ではN2 >1であ
るから、上記数4では反射は零とはならない。ここで、
図1のようなレンズ21と光ファイバ24とが一体とな
った光学系28あるいは図3のような観察用の窓材によ
り構成した光学系28を考えた場合、高圧容器11内の
媒質と接する界面29は一面である。この界面29に何
ら処理を行わなかった場合の媒質屈折率が1から1.2
まで変化するときの光学系28の透過率の変化は図1
0に示すようになる。また界面29に通常の減反射コー
ティングを施した場合、および本発明の如く透過率最大
となるのが常圧と高圧との間にくる減反射コーティング
を施した場合は図11に示すようになる。これら図10
及び図11から明らかなように減反射コーティングの効
果は大きく、かつ本発明でいうところの減反射コーティ
ング30の効果は、通常の減反射コーティングに比較し
、透過率が高くかつその変化も少ない。
【0014】図5の光学系28のような界面29が6面
あるものについて、界面29が無処理の場合図12に示
すようになり、また界面29に通常の減反射コーティン
グ及び本発明の減反射コーティング30を施した場合、
図13に示すようになる。この場合も本発明の減反射コ
ーティング30を施したものが、透過率が高くかつその
変化も少なくなり、最も効果的である。なお、この例で
は透過率が最大となる媒質の屈折率を1.05、1.1
0、1.15の3通りとして各2面ずつの界面条件とし
た。
あるものについて、界面29が無処理の場合図12に示
すようになり、また界面29に通常の減反射コーティン
グ及び本発明の減反射コーティング30を施した場合、
図13に示すようになる。この場合も本発明の減反射コ
ーティング30を施したものが、透過率が高くかつその
変化も少なくなり、最も効果的である。なお、この例で
は透過率が最大となる媒質の屈折率を1.05、1.1
0、1.15の3通りとして各2面ずつの界面条件とし
た。
【0015】また、光ファイバを使用する場合、一般に
光ファイバ端面に減反射コーティングを施すことは困難
であるので、無処理のものを使用することが想定される
。そこで、図7に示すように図5のレンズ35,36,
37と光ファイバ24とを組合せた界面29が7面ある
ものについて、無処理の場合図14に示すようになり、
レンズ35,36,37のみに減反射コーティングを施
した場合図15に示すようになる。図14及び図15か
ら明らかなように、光ファイバ39の透過率の変化と通
常の減反射コーティングの透過率の変化とが打消しあい
かなり良好な特性となるが、やはり本発明の減反射コー
ティング30を施した方が良好である。この例では6面
とも媒質屈折率が1.05で最大透過となるようにして
いる。
光ファイバ端面に減反射コーティングを施すことは困難
であるので、無処理のものを使用することが想定される
。そこで、図7に示すように図5のレンズ35,36,
37と光ファイバ24とを組合せた界面29が7面ある
ものについて、無処理の場合図14に示すようになり、
レンズ35,36,37のみに減反射コーティングを施
した場合図15に示すようになる。図14及び図15か
ら明らかなように、光ファイバ39の透過率の変化と通
常の減反射コーティングの透過率の変化とが打消しあい
かなり良好な特性となるが、やはり本発明の減反射コー
ティング30を施した方が良好である。この例では6面
とも媒質屈折率が1.05で最大透過となるようにして
いる。
【0016】
【実施例】図2において、11は高圧容器で、上蓋12
及び下蓋13を有し、高圧容器11内には断熱層14、
及びヒータが内蔵され、高圧容器11内にはアルゴン、
窒素等のガスが供給されて、常温、常圧 (大気圧)
状態から 300℃、2000気圧程度の雰囲気を形成
できるようになっている。 そして、下蓋13上に試料台16が載置され、断熱層1
4によって区画形成された炉室17内に、被測温部位に
先端が位置されるよう閉端管18が設置されている。
及び下蓋13を有し、高圧容器11内には断熱層14、
及びヒータが内蔵され、高圧容器11内にはアルゴン、
窒素等のガスが供給されて、常温、常圧 (大気圧)
状態から 300℃、2000気圧程度の雰囲気を形成
できるようになっている。 そして、下蓋13上に試料台16が載置され、断熱層1
4によって区画形成された炉室17内に、被測温部位に
先端が位置されるよう閉端管18が設置されている。
【0017】21は閉端管18下方に設けたレンズで、
閉端管先端23からの熱放射を集光する。24は光ファ
イバで、下蓋13に設けた導出孔25に挿通され、外部
の放射温度計26に接続されており、レンズ21にて集
光した熱放射を受け、その熱放射を放射温度計26に伝
送する。放射温度計26は光ファイバ24から伝送され
た熱放射から炉室7 内の温度を測温する。
閉端管先端23からの熱放射を集光する。24は光ファ
イバで、下蓋13に設けた導出孔25に挿通され、外部
の放射温度計26に接続されており、レンズ21にて集
光した熱放射を受け、その熱放射を放射温度計26に伝
送する。放射温度計26は光ファイバ24から伝送され
た熱放射から炉室7 内の温度を測温する。
【0018】図1において、前記レンズ21と光ファイ
バ24とによってこれらが一体となった光学系28が構
成され、光学系28の高圧容器11内の媒質と接する界
面29に減反射コーティング30を設けている。減反射
コーティング30は、光学系28の透過率最大となるの
が高圧容器11内の常圧 (大気圧) と高圧 (例え
ば2000気圧程度) との間にくるように施されてい
て、高圧容器11内の圧力変化による媒質の屈折率変化
の略中央の屈折率で光学系28の透過率が最大になるよ
うになっている。
バ24とによってこれらが一体となった光学系28が構
成され、光学系28の高圧容器11内の媒質と接する界
面29に減反射コーティング30を設けている。減反射
コーティング30は、光学系28の透過率最大となるの
が高圧容器11内の常圧 (大気圧) と高圧 (例え
ば2000気圧程度) との間にくるように施されてい
て、高圧容器11内の圧力変化による媒質の屈折率変化
の略中央の屈折率で光学系28の透過率が最大になるよ
うになっている。
【0019】図3及び図4は他の実施例を示し、閉端管
18の下部に、窓材により構成した光学系28を設け、
この光学系28を下蓋13に形成した収納凹部33に収
納すると共に、下蓋13に収納凹部33から外部に連通
した覗き孔34を設けている。そして、光学系28の高
圧容器11内の媒質と接する1つの界面29に、減反射
コーティング30を設けている。この減反射コーティン
グ30は、前記実施例と同様に透過率最大となるのが高
圧容器11内の常圧 (大気圧) と高圧 (例えば2
000気圧程度) との間にくるように施されていて、
高圧容器11内の圧力変化による媒質の屈折率変化の略
中央の屈折率で光学系28の透過率が最大になるように
なっている。
18の下部に、窓材により構成した光学系28を設け、
この光学系28を下蓋13に形成した収納凹部33に収
納すると共に、下蓋13に収納凹部33から外部に連通
した覗き孔34を設けている。そして、光学系28の高
圧容器11内の媒質と接する1つの界面29に、減反射
コーティング30を設けている。この減反射コーティン
グ30は、前記実施例と同様に透過率最大となるのが高
圧容器11内の常圧 (大気圧) と高圧 (例えば2
000気圧程度) との間にくるように施されていて、
高圧容器11内の圧力変化による媒質の屈折率変化の略
中央の屈折率で光学系28の透過率が最大になるように
なっている。
【0020】図5及び図6は他の実施例を示し、閉端管
18の下部に、3個のレンズ35,36,37を設け、
これらレンズ35,36,37によって光学系28を構
成している。そして、光学系28の高圧容器11内の媒
質と接する6面の界面29に夫々減反射コーティング3
0を設けている。これら減反射コーティング30は、前
記実施例と同様に高圧容器11内の圧力変化による媒質
の屈折率変化の略中央の屈折率で光学系28の透過率が
最大になるように施されている。
18の下部に、3個のレンズ35,36,37を設け、
これらレンズ35,36,37によって光学系28を構
成している。そして、光学系28の高圧容器11内の媒
質と接する6面の界面29に夫々減反射コーティング3
0を設けている。これら減反射コーティング30は、前
記実施例と同様に高圧容器11内の圧力変化による媒質
の屈折率変化の略中央の屈折率で光学系28の透過率が
最大になるように施されている。
【0021】図7及び図8は他の実施例を示し、閉端管
18の下部に、3個のレンズ35,36,37を設け、
これらレンズ35,36,37で閉端管先端23からの
熱放射を集光して光ファイバ24に受光させるようにし
、これらレンズ35,36,37及び光ファイバ24に
より光学系28を構成している。この光学系28をその
入射面を除く全体を覆うように光学系支持具41で支持
している。そして、レンズ35,36,37の高圧容器
11内の媒質と接する6つの界面29に夫々減反射コー
ティング30を設けている。これら減反射コーティング
30は、前記実施例と同様に、高圧容器11内の圧力変
化による媒質の屈折率変化の略中央の屈折率が光学系2
8の透過率が最大になるようになっている。
18の下部に、3個のレンズ35,36,37を設け、
これらレンズ35,36,37で閉端管先端23からの
熱放射を集光して光ファイバ24に受光させるようにし
、これらレンズ35,36,37及び光ファイバ24に
より光学系28を構成している。この光学系28をその
入射面を除く全体を覆うように光学系支持具41で支持
している。そして、レンズ35,36,37の高圧容器
11内の媒質と接する6つの界面29に夫々減反射コー
ティング30を設けている。これら減反射コーティング
30は、前記実施例と同様に、高圧容器11内の圧力変
化による媒質の屈折率変化の略中央の屈折率が光学系2
8の透過率が最大になるようになっている。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、光学系28の媒質と接
する界面29に、媒質の屈折率変化の略中央の屈折率で
光学系28の透過率が最大となるように、コーティング
30を施したので、光学系28全体の透過率を大幅に高
くできると共に、圧力変動による透過率の変化も微小な
ものになし得る。
する界面29に、媒質の屈折率変化の略中央の屈折率で
光学系28の透過率が最大となるように、コーティング
30を施したので、光学系28全体の透過率を大幅に高
くできると共に、圧力変動による透過率の変化も微小な
ものになし得る。
【0023】また、光学系28の媒質と接する複数の界
面に、屈折率変化の略中央の屈折率で光学系28の透過
率が夫々最大となるように複数のコーティング30を施
したので、光学系28の界面が複数ある場合でも、光学
系28全体の透過率を大幅に高くできると共に、その透
過率変化も微小になし得る。
面に、屈折率変化の略中央の屈折率で光学系28の透過
率が夫々最大となるように複数のコーティング30を施
したので、光学系28の界面が複数ある場合でも、光学
系28全体の透過率を大幅に高くできると共に、その透
過率変化も微小になし得る。
【図1】本発明の一実施例を示す光学系部分の断面図で
ある。
ある。
【図2】全体の断面図である。
【図3】他の実施例を示す光学系部分の断面図である。
【図4】全体の断面図である。
【図5】他の実施例を示す光学系部分の断面図である。
【図6】全体の断面図である。
【図7】他の実施例を示す光学系部分の断面図である。
【図8】全体の断面図である。
【図9】減反射コーティング説明用の説明図である。
【図10】作用説明用のグラフである。
【図11】作用説明用のグラフである。
【図12】作用説明用のグラフである。
【図13】作用説明用のグラフである。
【図14】作用説明用のグラフである。
【図15】作用説明用のグラフである。
【図16】従来例を示す断面図である。
【図17】従来例を示す閉端管部分の断面図である。
【図18】従来例を示す光学系部分の断面図である。
11 高圧容器
28 光学系
29 界面
30 減反射コーティング
Claims (2)
- 【請求項1】 高圧容器(11)内の媒質の屈折率が
変化する条件下に光学系(28)を設け、この光学系(
28)により光学的情報を伝送するようにした光学的情
報の伝送装置において、前記光学系(28)の媒質と接
する界面(29)に、媒質の屈折率変化の略中央の屈折
率で光学系(28)の透過率が最大となるように、コー
ティング(30)を施したことを特徴とする光学的情報
の伝送装置。 - 【請求項2】 高圧容器(11)内の媒質の屈折率が
変化する条件下に光学系(28)を設け、この光学系(
28)により光学的情報を伝送するようにした光学的情
報の伝送装置において、前記光学系(28)の媒質と接
する複数の界面(29)に、屈折率変化の略中央の屈折
率で光学系(28)の透過率が夫々最大となるように複
数のコーティング(30)を施したことを特徴とする光
学的情報の伝送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3131390A JPH04357424A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光学的情報の伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3131390A JPH04357424A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光学的情報の伝送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04357424A true JPH04357424A (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15056844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3131390A Pending JPH04357424A (ja) | 1991-06-03 | 1991-06-03 | 光学的情報の伝送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04357424A (ja) |
-
1991
- 1991-06-03 JP JP3131390A patent/JPH04357424A/ja active Pending
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