JPH0545125B2 - - Google Patents

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JPH0545125B2
JPH0545125B2 JP19243385A JP19243385A JPH0545125B2 JP H0545125 B2 JPH0545125 B2 JP H0545125B2 JP 19243385 A JP19243385 A JP 19243385A JP 19243385 A JP19243385 A JP 19243385A JP H0545125 B2 JPH0545125 B2 JP H0545125B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
rod lens
optical fiber
mode optical
single mode
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
Application number
JP19243385A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6252419A (en
Inventor
Michio Matsumoto
Katsunori Fujimura
Katsuji Hatsutori
Hiroyuki Naono
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP19243385A priority Critical patent/JPS6252419A/en
Publication of JPS6252419A publication Critical patent/JPS6252419A/en
Publication of JPH0545125B2 publication Critical patent/JPH0545125B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は光学現象を利用して音響信号を光の強
度変化に置換して検出する音響センサに関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to an acoustic sensor that uses an optical phenomenon to replace an acoustic signal with a change in the intensity of light.

従来の技術 近年、半導体レーザや光フアイバが実用期に入
つたことにより、光学現象を利用した種々の音響
センサが開発されつつある。
BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, as semiconductor lasers and optical fibers have come into practical use, various acoustic sensors that utilize optical phenomena are being developed.

以下図面を参照しながら、上述したような音響
センサについて説明する。
The acoustic sensor as described above will be described below with reference to the drawings.

第2図は従来の音響センサの構成を示すブロツ
ク図を示すものである。第2図において、1はシ
ングルモード光フアイバ、1bはシングルモード
光フアイバ1の出射端面である。10は部分反射
コート付ロツドレンズ、10aは部分反射コート
付ロツドレンズ10の無反射コート端面、10b
は部分反射コート付ロツドレンズ10の部分反射
コート端面である。4は受音振動板、4aは受音
振動板4の部分反射コート端面である。aはシン
グルモード光フアイバ1内を伝播してきたレーザ
出射光、bはシングルモード光フアイバ1の出射
端面1bから放出されたフアイバ出射光、dは部
分反射コート付ロツドレンズ10の部分反射コー
ト端面10bと受音振動板4の部分反射コート端
面4aとの間で生じる繰り返し反射光、hは受音
振動板4から外部に放出される外部出射光、fは
部分反射コート付ロツドレンズ10の部分反射コ
ート端面10bおよび受音振動板4の部分反射コ
ート端面によつて反射され再び部分反射コート付
ロツドレンズ10を介して集光されシングルモー
ド光フアイバ1に帰還されるフアイバ入射光、g
はシングルモード光フアイバ1を伝播する信号光
である。
FIG. 2 shows a block diagram showing the configuration of a conventional acoustic sensor. In FIG. 2, 1 is a single mode optical fiber, and 1b is the output end face of the single mode optical fiber 1. 10 is a rod lens with a partial reflection coating, 10a is a non-reflection coated end face of the rod lens 10 with a partial reflection coating, and 10b
is the partially reflective coated end face of the partially reflective coated rod lens 10. 4 is a sound receiving diaphragm, and 4a is an end surface of the sound receiving diaphragm 4 with a partial reflection coating. a is the laser output light propagated in the single mode optical fiber 1, b is the fiber output light emitted from the output end face 1b of the single mode optical fiber 1, and d is the partially reflective coated end face 10b of the partially reflective coated rod lens 10. The repeatedly reflected light generated between the partially reflective coated end surface 4a of the sound receiving diaphragm 4, h is the externally emitted light emitted from the sound receiving diaphragm 4, and f is the partially reflective coated end surface of the partially reflective coated rod lens 10. 10b and the partially reflective coated end face of the sound receiving diaphragm 4, the fiber incident light g is condensed again via the partially reflective coated rod lens 10, and is returned to the single mode optical fiber 1.
is signal light propagating through the single mode optical fiber 1.

以上のように構成された従来の音響センサにつ
いてその動作について説明する。
The operation of the conventional acoustic sensor configured as described above will be explained.

まず、シングルモード光フアイバ1内を伝播し
てきたレーザ出射光aは、その出射端面1bから
放出されフアイバ出射光bとなる。フアイバ出射
光bは部分反射コート付ロツドレンズ10によつ
て平行光線に整形され、その一部が部分反射コー
ト付ロツドレンズ10の部分反射コート端面10
bから放出され、部分反射コート付ロツドレンズ
10の部分反射コート端面10bと受音振動板4
の部分反射コート端面4aとの間で反射を繰り返
して繰り返し反射光dとなる。反射を繰り返す毎
に、同時にその反射端面、すなわち部分反射コー
ト付ロツドレンズ10の部分反射コート端面10
bおよび受音振動板4の部分反射コート端面4a
では、その繰り返し反射光dの一部が透過する。
受音振動板4を透過した光は外部出射光hとな
る。また、部分反射コート付ロツドレンズ10を
透過した光は合成され干渉して再び部分反射コー
ト付ロツドレンズ10を介して集光されてフアイ
バ入射光fとなる。フアイバ入射光fはシングル
モード光フアイバ1に帰還されて信号光gとな
る。いま、この系に音響信号が加わると、受音振
動板4が変位し、部分反射コート付ロツドレンズ
10の部分反射コート端面10bと受音振動板4
の部分反射コート端面4aとの距離が変わり、部
分反射コート付ロツドレンズ10の部分反射コー
ト端面10bを透過し帰還してきた光は、その通
過してきた総距離に対応した位相変化を受けてい
るため、それらが合成され干渉した信号光gは、
受音振動板4の変位に比例した強度変調された光
となる。
First, laser emitted light a that has propagated within the single mode optical fiber 1 is emitted from its emitting end face 1b and becomes fiber emitted light b. The fiber emitted light b is shaped into a parallel beam by the partially reflective coated rod lens 10, and a part of it is reflected by the partially reflective coated end face 10 of the partially reflective coated rod lens 10.
emitted from the partially reflective coated end surface 10b of the partially reflective coated rod lens 10 and the sound receiving diaphragm 4.
The reflected light d is repeatedly reflected between the partially reflective coated end surface 4a and the partially reflective coated end face 4a. Every time the reflection is repeated, at the same time, the reflective end surface, that is, the partially reflective coated end surface 10 of the partially reflective coated rod lens 10
b and the partially reflective coated end surface 4a of the sound receiving diaphragm 4
Then, a part of the repeatedly reflected light d is transmitted.
The light transmitted through the sound receiving diaphragm 4 becomes externally emitted light h. Further, the light transmitted through the partially reflective coated rod lens 10 is combined, interferes with each other, and is condensed again through the partially reflective coated rod lens 10 to become fiber incident light f. The fiber incident light f is fed back to the single mode optical fiber 1 and becomes signal light g. Now, when an acoustic signal is applied to this system, the sound receiving diaphragm 4 is displaced, and the partially reflective coated end surface 10b of the partially reflective coated rod lens 10 and the sound receiving diaphragm 4 are displaced.
The distance from the partially reflective coated end surface 4a of the partially reflective coated rod lens 10 changes, and the light that passes through the partially reflective coated end surface 10b of the partially reflective coated rod lens 10 and returns undergoes a phase change corresponding to the total distance that it has passed. The signal light g obtained by combining and interfering with them is
The intensity of the light is modulated in proportion to the displacement of the sound receiving diaphragm 4.

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、ロツドレ
ンズがシングルモード光フアイバとの光学的な結
合、すなわち、シングルモード光フアイバからの
フアイバ出射光を平行光線に整形し、再び信号光
として取り出す光を集光しシングルモード光フア
イバ内に入射させる機能と、その端面を部分反射
コートすることによつて光学的な干渉系を形成す
る機能を兼ね備えさせているため、シングルモー
ド光フアイバとロツドレンズとの光軸調心がX,
Y,Zの3軸の位置調整とθ,δの2軸のあおり
角度調整、合計5軸の微調整を同時におこなわな
ければならず極めて困難であるという問題点を有
していた。
Problems to be Solved by the Invention However, in the above configuration, the rod lens optically couples with the single mode optical fiber, that is, it shapes the fiber output light from the single mode optical fiber into parallel light beams, and converts the signal light beam again. It has the function of condensing the light extracted as a single mode optical fiber and making it enter the single mode optical fiber, and the function of forming an optical interference system by partially reflecting coating the end face, so it is different from a single mode optical fiber. Optical axis alignment with rod lens is X,
The problem is that fine adjustment of a total of five axes, including position adjustment of three axes Y and Z and tilt angle adjustment of two axes θ and δ, must be performed simultaneously, which is extremely difficult.

本発明は上記問題点に鑑み、シングルモード光
フアイバとの光軸調心が容易にできる音響センサ
を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides an acoustic sensor whose optical axis can be easily aligned with a single mode optical fiber.

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の音響セン
サは、レーザに結合されたシングルモード光フア
イバと、上記シングルモード光フアイバの出射側
に配置され、かつ入射端面と出射端面とが共に無
反射コートされたロツドレンズと、上記ロツドレ
ンズの出射側に配置され、かつ入射端面が無反射
コートされ出射端面が部分反射コートされた部分
反射鏡と、上記部分反射鏡の出射側に配置され、
かつ入射端面が部分反射コートされた受音振動板
とを具備し、上記シングルモード光フアイバから
の出射光を上記ロツドレンズにて平行光線にし、
上記部分反射鏡と上記受音振動板との間で繰り返
し反射干渉を生じさせ、その帰還光を上記ロツド
レンズを介して再び上記シングルモード光フアイ
バに帰還し、その帰還光を検出するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the acoustic sensor of the present invention includes a single mode optical fiber coupled to a laser, a single mode optical fiber arranged on the output side of the single mode optical fiber, and an input end face of the single mode optical fiber. a rod lens whose output end face is both coated with a non-reflection coating; a partial reflecting mirror disposed on the output side of the rod lens and whose input end face is coated with a non-reflection coating and whose output end face is coated with a partial reflection coating; and an output side of the partial reflection mirror. placed in
and a sound-receiving diaphragm whose input end surface is partially reflectively coated, the output light from the single mode optical fiber is made into parallel light by the rod lens,
Reflective interference is repeatedly caused between the partial reflecting mirror and the sound receiving diaphragm, and the returned light is returned to the single mode optical fiber via the rod lens, and the returned light is detected.

作 用 本発明は上記した構成によつて、2部品間の5
軸の同時光軸調心が、2部品間の3軸の同時光軸
調心と2部品間の2軸の同時光軸調心に分離で
き、それぞれ独立に光軸調心が可能となり、極め
て容易に光軸調心ができることになる。
Effect The present invention has the above-mentioned configuration, so that the five parts between two parts can be
Simultaneous optical axis alignment of the axes can be separated into simultaneous optical axis alignment of three axes between two parts and simultaneous optical axis alignment of two axes between two parts, making it possible to align the optical axis independently of each other, making it extremely The optical axis can be easily aligned.

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照し
ながら説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例における音響センサ
の構成を示すブロツク図を示すものである。第1
図において、2は両端面が無反射コートされたロ
ツドレンズ、2aおよび2bはロツドレンズの無
反射コート端面、3は部分反射鏡、3aは部分反
射鏡の無反射コート端面、3bは部分反射鏡3の
部分反射コート端面である。cはロツドレンズ2
によつて平行光線に整形された平行入射光、eは
部分反射鏡3からの帰還光である。尚、第2図に
示す従来例と同じ部分は同一番号を付している。
FIG. 1 shows a block diagram showing the configuration of an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention. 1st
In the figure, 2 is a rod lens with anti-reflection coating on both end surfaces, 2a and 2b are the anti-reflection coated end surfaces of the rod lens, 3 is a partial reflection mirror, 3a is the anti-reflection coating end surface of the partial reflection mirror, and 3b is the end surface of the partial reflection mirror 3. Partially reflective coated end face. c is rod lens 2
Parallel incident light shaped into parallel rays by e is the feedback light from the partial reflecting mirror 3. Note that the same parts as in the conventional example shown in FIG. 2 are given the same numbers.

以上のように構成された音響センサについて、
以下その動作について説明する。
Regarding the acoustic sensor configured as above,
The operation will be explained below.

まず、シングルモード光フアイバ1内を伝播し
てきたレーザ出射光aは、その出射端面1bから
放出されフアイバ出射光bとなる。フアイバ出射
光bはロツドレンズ3によつて平行光線に整形さ
れ平行入射光cとなる。平行入射光cの一部が部
分反射鏡3を透過し、残部は反射され帰還光eの
一部となる。部分反射鏡3を透過した光は、部分
反射鏡3の部分反射コート端面3bと受音振動板
4の部分反射コート端面4aとの間で反射を繰り
返して繰り返し反射光dとなる。反射を繰り返す
毎に、同時にその反射端面、すなわち部分反射鏡
3の部分反射コート端面3bおよび受音振動板4
の部分反射コート端面4aではその繰り返し反射
光dの一部が透過する。受音振動板4を透過した
光は外部出射光hとなる。また、部分反射鏡3を
透過した帰還光eは合成され干渉して再びロツド
レンズ2を介して集光されてフアイバ入射光fと
なる。フアイバ入射光fはシングルモード光フア
イバ1に帰還されて信号光gとなる。いま、この
系に音響信号が加わると受音振動板4が変位し、
従来例と同様な原理によつてそれに対応した強度
変調を受けた信号光fが得られる。
First, laser emitted light a propagating through the single mode optical fiber 1 is emitted from its emitting end face 1b and becomes fiber emitted light b. The fiber emitted light b is shaped into parallel light by the rod lens 3 and becomes parallel incident light c. A part of the parallel incident light c passes through the partial reflecting mirror 3, and the remaining part is reflected and becomes part of the return light e. The light transmitted through the partial reflecting mirror 3 is repeatedly reflected between the partially reflecting coated end surface 3b of the partially reflecting mirror 3 and the partially reflecting coated end surface 4a of the sound receiving diaphragm 4, and becomes reflected light d. Each time the reflection is repeated, the reflection end surfaces, that is, the partial reflection coated end surface 3b of the partial reflection mirror 3 and the sound receiving diaphragm 4
A part of the repeatedly reflected light d is transmitted through the partially reflective coated end surface 4a. The light transmitted through the sound receiving diaphragm 4 becomes externally emitted light h. Further, the return light e that has passed through the partial reflection mirror 3 is combined, interferes with each other, and is again focused through the rod lens 2 to become the fiber incident light f. The fiber incident light f is fed back to the single mode optical fiber 1 and becomes signal light g. Now, when an acoustic signal is applied to this system, the sound receiving diaphragm 4 is displaced,
According to the same principle as in the conventional example, a signal light f that has been intensity-modulated correspondingly can be obtained.

以上のように本実施例によれば、レーザに結合
されたシングルモード光フアイバと、上記シング
ルモード光フアイバの出射側に配置され、かつ入
射端面と出射端面とが共に無反射コートされたロ
ツドレンズと、上記ロツドレンズの出射側に配置
され、かつ入射端面が無反射コートされ出射端面
が部分反射コートされた部分反射鏡と、上記部分
反射鏡の出射側に配置され、かつ入射端面が部分
反射コートされた受音振動板とを具備し、上記シ
ングルモード光フアイバからの出射光を上記ロツ
ドレンズにて平行光線にし、上記部分反射鏡と上
記受音振動板との間で繰り返し反射干渉を生じさ
せ、その帰還光を上記ロツドレンズを介して再び
上記シングルモード光フアイバに帰還し、その帰
還光を検出することにより、上記シングルモード
光フアイバと上記ロツドレンズとの光軸調心が
θ,δのあおり角度の微調整が省けX,Y,Zの
位置についての微調整だけとなり極めて組立てが
容易にできる音響センサを提供することができ
る。
As described above, according to this embodiment, a single-mode optical fiber coupled to a laser, a rod lens disposed on the output side of the single-mode optical fiber, and having both the input end face and the output end face coated with anti-reflection coating are provided. , a partial reflecting mirror disposed on the exit side of the rod lens and having an incident end face coated with a non-reflection coating and an output end face coated with a partial reflection coating; and a sound-receiving diaphragm, the light emitted from the single-mode optical fiber is made into parallel light beams by the rod lens, and reflection interference is repeatedly caused between the partial reflecting mirror and the sound-receiving diaphragm. By returning the feedback light to the single mode optical fiber again via the rod lens and detecting the feedback light, the optical axis alignment between the single mode optical fiber and the rod lens can be adjusted to a fine degree of tilt angle of θ and δ. It is possible to provide an acoustic sensor that is extremely easy to assemble, since adjustments are omitted and only fine adjustments are made to the X, Y, and Z positions.

発明の効果 以上のように本発明は、部分反射鏡を新たに加
えロツドレンズの機能をシングルモード光フアイ
バとの結合の単一機能とし、光学的な干渉系を部
分反射鏡と受音振動板とで構成することにより、
ロツドレンズとシングルモード光フアイバとの結
合が極めて容易にできる音響センサを提供するこ
とができる。
Effects of the Invention As described above, the present invention adds a new partial reflecting mirror, converts the function of the rod lens into a single function of coupling with a single mode optical fiber, and converts the optical interference system into a partial reflecting mirror and a sound receiving diaphragm. By configuring
It is possible to provide an acoustic sensor that can extremely easily couple a rod lens with a single mode optical fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例における音響センサ
の構成を示すブロツク図、第2図は従来の音響セ
ンサの構成を示すブロツク図である。 1……シングルモード光フアイバ、2……ロツ
ドレンズ、3……部分反射鏡、4……受音振動
板。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an acoustic sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a conventional acoustic sensor. 1... Single mode optical fiber, 2... Rod lens, 3... Partial reflecting mirror, 4... Sound receiving diaphragm.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 レーザに結合されたシングルモード光フアイ
バと、上記シングルモード光フアイバの出射側に
配置され、かつ入射端面と出射端面とが共に無反
射コートされたロツドレンズと、上記ロツドレン
ズの出射側に配置され、かつ入射端面が無反射コ
ートされ出射端面が部分反射コートされた部分反
射鏡と、上記部分反射鏡の出射側に配置され、か
つ入射端面が部分反射コートされた受音振動板と
を具備し、上記シングルモード光フアイバからの
出射光を上記ロツドレンズにて平行光線にし、上
記部分反射鏡と上記受音振動板との間で繰り返し
反射干渉を生じさせ、その帰還光を上記ロツドレ
ンズを介して再び上記シングルモード光フアイバ
に帰還し、その帰還光を検出してなる音響セン
サ。
1. a single mode optical fiber coupled to a laser, a rod lens disposed on the output side of the single mode optical fiber and having both an incident end face and an output end face coated with anti-reflection coating, and a rod lens disposed on the output side of the rod lens, and a partial reflecting mirror whose input end face is coated with a non-reflection coating and whose output end face is coated with a partial reflection coating, and a sound receiving diaphragm disposed on the output side of the partial reflection mirror and whose input end face is coated with a partial reflection coating, The light emitted from the single mode optical fiber is made into parallel light by the rod lens, and reflection interference is caused repeatedly between the partial reflection mirror and the sound receiving diaphragm, and the returned light is passed through the rod lens and returned to the light beam. An acoustic sensor that returns light to a single mode optical fiber and detects the returned light.
JP19243385A 1985-08-30 1985-08-30 Sound sensor Granted JPS6252419A (en)

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